KR101268411B1 - Non destructive method and apparatus for detection of gourd seeds contaminated with virus using optical scattering amplitude per depth - Google Patents

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Abstract

본 발명은 깊이별 광 산란 크기를 이용한 바이러스 감염 참박 종자의 비파괴적 선별 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 선별 대상 참박 종자의 깊이별 광 산란 프로파일을 얻는 단계; 상기 획득된 프로파일로부터 종자의 광 산란 값을 얻는 단계; 및 상기 종자의 평균 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 높으면 바이러스 감염 종자로 판단하는 단계를 포함하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 광 간섭계를 이용한 신호 처리 과정을 거쳐 진단 대상이 되는 참박 종자의 광 단층 이미지 또는 획득된 광 단층 이미지에서 각 스캐닝 포인트 별로 광 단층 산란 프로파일을 획득함으로써 평균 광 단층 산란 크기를 측정할 수 있고, 측정된 광 단층 산란 크기의 평균값을 이용하여 건전한 참박 종자와 바이러스에 감염된 참박 종자를 손쉽게 구별할 수 있다.
The present invention relates to a method and apparatus for nondestructive screening of virally infected sperm seeds using light scattering size according to depth, and more specifically, to obtain light scattering profiles for depths of the sperm seed to be selected; Obtaining a light scattering value of the seed from the obtained profile; And determining the healthy seed when the average light scattering value of the seed is lower than the average light scattering value of the virally infected seed, and determining the viral infected seed when the average light scattering value is higher than the average light scattering value of the healthy seed. The present invention relates to a method for screening virally infected sesame seeds.
According to the present invention, the average optical tomographic scattering size can be measured by acquiring an optical tomographic scattering profile for each scanning point in the optical tomographic image or the obtained optical tomographic image of the scabbard seed to be diagnosed through a signal processing process using an optical interferometer. The average value of the measured optical tomographic scattering size can be used to easily distinguish between healthy and seed infected virus.

Figure R1020110081506
Figure R1020110081506

Description

깊이별 광 산란 크기를 이용한 바이러스 감염 참박 종자의 비파괴적 선별 방법 및 장치 {Non destructive method and apparatus for detection of gourd seeds contaminated with virus using optical scattering amplitude per depth}Non destructive method and apparatus for detection of gourd seeds contaminated with virus using optical scattering amplitude per depth}

본 발명은 깊이별 광 산란 크기를 이용한 바이러스 감염 참박 종자의 비파괴적 선별 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 선별 대상 참박 종자의 깊이별 광 산란 프로파일을 얻는 단계; 상기 획득된 프로파일로부터 종자의 광 산란 값을 얻는 단계; 및 상기 종자의 평균 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 높으면 바이러스 감염 종자로 판단하는 단계를 포함하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method and apparatus for nondestructive screening of virally infected sperm seeds using light scattering size according to depth, and more specifically, to obtain light scattering profiles for depths of the sperm seed to be selected; Obtaining a light scattering value of the seed from the obtained profile; And determining the healthy seed when the average light scattering value of the seed is lower than the average light scattering value of the virally infected seed, and determining the viral infected seed when the average light scattering value is higher than the average light scattering value of the healthy seed. The present invention relates to a method for screening virally infected sesame seeds.

오이모자이크 바이러스(Cucumber mosaic virus, CMV) 및 오이녹반모자이크 바이러스(Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV)에 감염된 병든 참박종자는 발아되지 않는 것이 대부분이며, 발아되더라도 인접 식물에 전염되어 미결실 또는 미숙과 등의 원인이 되며, 생산성에 막대한 손실을 입히고 있다. 건전한 종자의 신속·정확한 선별 방법과 병든 종자의 조기진단은 농업생산 분야에 있어 절실히 요구되는 기술이며, 또한 국내외로 수입 및 수출되는 종자의 식물검역에 있어서도 매우 중요한 과제이다.Diseased Strained Seeds infected with Cucumber mosaic virus (CMV) and Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV) are most likely not to germinate. It causes a lot of loss of productivity. Fast and accurate screening of healthy seeds and early diagnosis of diseased seeds are an essential skill in the field of agricultural production, and are also important for the plant quarantine of seeds imported and exported both at home and abroad.

현재까지 전세계의 대부분의 종묘회사나 식물 검역기관에서의 CMV 및 CGMMV 검사방법은 파종에 의한 생물학적 진단법, 항혈청을 이용한 혈청학적 진단법을 주로 사용하고 있다. 하지만, 이러한 방법은 검출한계가 있어 바이러스 진단이 용이하지 않기 때문에, RT-PCR 에 의한 분자생물학적 진단법이 많이 이용되고 있다. 하지만, 이러한 진단방법은 검사기간이 길고 값비싼 시약과 고가의 장비를 사용할 뿐만 아니라 검사 후 종자의 재활용이 불가능하다. 또한 검출감도가 일정하지 못하여 신뢰도도 상당히 떨어지고 있고, 게다가 시간적인 제한으로 인해 대량의 종자에 대한 전수검사는 불가능하다.To date, the CMV and CGMMV test methods in most seedling companies and plant quarantine agencies around the world mainly use the biological diagnosis by sowing and the serological diagnosis using antiserum. However, since these methods have a detection limit and are not easy to diagnose a virus, molecular biological diagnosis by RT-PCR is widely used. However, these diagnostic methods not only require long test periods, use expensive reagents and expensive equipment, but are also unable to recycle seeds after testing. In addition, the detection sensitivity is not constant, so the reliability is considerably lowered. Moreover, due to the time limit, it is impossible to perform a full inspection on a large amount of seeds.

1) 생물학적 진단법: 파종에 의한 진단으로 종자를 기른 후 일정 시간 이상이 되어야 우량종자 여부를 판단할 수 있다. 너무 많은 시간이 걸리며, 대량의 종자에 대하여 적용이 불가능하다.1) Biological diagnostic method: It is possible to determine whether or not good seed should be more than a certain time after growing seed by diagnosis by sowing. It takes too much time and is not applicable to large quantities of seeds.

2) 혈청학적 진단법: 항혈청을 이용하여 진단하는 방법으로 시간이 많이 걸리고, 우량종자 여부 판단을 위하여 종자를 파괴하여 진단 항혈청과 희석시켜서 사용한다. 가격이 비싸며, 많은 종자에 대하여 적용이 불가능하다. 따라서 특정 그룹에서 임의로 선별하여 분별한다.2) Serological diagnostic method: Diagnosis using antiserum takes a long time, and the seeds are destroyed and diluted with the diagnostic antiserum to determine whether the good seed. It is expensive and not applicable to many seeds. Therefore, they are randomly selected and classified in a specific group.

3) RT-PCT 분자생물학적 진단: 현재 가장 많이 사용되는 방법으로서 보통의 종자 검출 방법으로 간편하게 사용되고 있으나, 결과가 나오는데 하루 정도 시간이 걸리며, RNA 정보를 추출을 위하여 종자를 파괴하여야 하며, 특히나 오이 종자의 경우 2회에 걸친 동일한 검사를 하여야지만, 우량종자 여부를 판단할 수 있다.3) RT-PCT Molecular Biology Diagnosis: As the most widely used method, it is easily used as a normal seed detection method, but it takes about a day to produce results, and it is necessary to destroy seeds to extract RNA information, especially cucumber seeds. In the case of the same test should be performed twice, but it can be determined whether the good seed.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 건전 참박 종자와 바이러스가 잠복 감염된 비건전 참박 종자의 깊이별 광 단층 산란 크기를 비교하는 경우, 바이러스에 감염된 참박 종자를 비파괴적으로 간편하게 구별할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made intensive studies to overcome the problems of the prior art, and when comparing the optical monolayer scattering size of the healthy snail seed and the non-healthy stalk seed with the virus latent infection, the virus-infected scab seed is not destroyed. As a result, the present invention was confirmed to be easily distinguishable.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 바이러스 감염된 참박 종자를 비파괴적으로 선별해내기 위한 것으로, 참박 종자의 광 산란 프로파일로부터 종자의 광 산란 크기를 조사하여 바이러스에 감염된 병든 참박 종자와 건전한 참박 종자를 간편히 구분할 수 있는, 건전 종자 또는 바이러스 감염 종자의 선별방법을 제공하는 데 있다.Therefore, the main object of the present invention is to non-destructively select virus-infected scabbard seeds, which can be easily distinguished from diseased scabbard seeds infected with viruses by investigating the light scattering size of the seed from the light-scattering profile of the scabbard seeds. The present invention provides a method for screening healthy seeds or virally infected seeds.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 이용한 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치를 제공하는데 있다.
It is another object of the present invention to provide a sorting device for healthy seed or virus infected seed using the above method.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계들을 포함하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별방법을 제공한다:According to one aspect of the present invention, the present invention provides a method for screening whole seed or virally infected seed, comprising the following steps:

a) 선별 대상 참박 종자의 깊이별 광 산란 프로파일을 얻는 단계;a) obtaining a light scattering profile for each depth of the seed to be screened;

b) 상기 획득된 프로파일로부터 종자의 광 산란 값을 얻는 단계; 및b) obtaining a light scattering value of the seed from the obtained profile; And

c) 상기 종자의 평균 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 높으면 바이러스 감염 종자로 판단하는 단계.
c) determining the seed as a healthy seed if the average light scattering value of the seed is 20% or more lower than the average light scattering value of the virally infected seed. .

본 발명은 바이러스에 감염된 병든 참박 종자와 건전한 참박 종자를 간편히 구분할 수 있는 기술로서, 단 1회의 깊이별 광 산란 프로파일에 의해 바이러스에 감염된 병든 참박 종자와 건전한 참박 종자를 간편히 구분할 수 있음을 처음으로 확인하였다. 본 발명에서, 상기 광 산란은 광 에너지가 샘플에 입사되어서 발생하는 산란, 확산, 흡수에 의한 광 음향 신호 등을 포함한다.The present invention is a technology that can easily distinguish between diseased scabbard seeds and healthy scabbard seeds infected with a virus, and for the first time it can be easily distinguished between diseased scabbard seeds infected with a virus and healthy scam seeds by only one depth light scattering profile. It was. In the present invention, the light scattering includes an optical acoustic signal due to scattering, diffusion, and absorption generated by light energy incident on a sample.

본 발명에서, 상기 “깊이별 광 산란 프로파일”은 선별 대상이 되는 참박 종자에 물리적 절단 없이 비침습식으로 광 에너지를 입사시켜 광 단층 산란 크기를 측정한 것으로서, 광 간섭계인 OCDR (Optical Coherence Domain Reflectometry)을 이용하여 종자 내부의 깊이별 광 산란 크기를 측정할 수 있다. 바람직하게는 광 간섭계를 응용한 광 단층 촬영기, 예컨대 Time-domain OCT, Spectral-domain OCT, Swept source OCT와 같은 광 단층 촬영기(Optical coherence tomography: OCT), 또는 다중 광산란 특성을 이용한 광 확산단층 촬영기(Diffuse Optical Tomography: DOT), 광 음향 단층 촬영기(Photoacoustic tomography) 등을 사용하여 본 발명의 광 산란 프로파일을 얻을 수 있다.In the present invention, the "depth light scattering profile for each depth" is to measure the light monolayer scattering size by injecting light energy non-invasively without physical cutting to the seed to be screened, Optical Coherence Domain Reflectometry (OCDR) The light scattering size for each depth inside the seed can be measured. Preferably, an optical tomography apparatus using an optical interferometer, such as an optical coherence tomography (OCT) such as a time-domain OCT, a spectral-domain OCT, a swept source OCT, or an optical diffuse tomography apparatus using multiple light scattering characteristics ( Diffuse Optical Tomography (DOT), Photoacoustic Tomography, and the like can be used to obtain the light scattering profile of the present invention.

상기 광 단층 촬영기 또는 광 간섭 단층 촬영기 (이하, ‘OCT’라고 함)는 저가간섭의 빛을 사용하여 생체조직을 비침습적 방법으로 고해상도의 단면 영상을 획득하는 새로운 기술이다. OCT 시스템은 1987년에 개발된 Optical Coherence Domain Reflectometry(OCDR)를 확장 응용한 것으로, 1991년 M.I.T의 David Huang에 의해서 처음 개발되었다. OCDR은 마이켈슨 저간섭계를 이용하여 샘플의 깊이에 따라 역산란(Backscattering)되는 빛의 세기를 일차원적으로 얻는 시스템이다. OCT는 이런 OCDR 시스템에서 횡방향스캐닝(Transverse Scanning)을 추가함으로써 이차원 영상을 획득하는 방법이며 초음파 영상의 B-mode 스캐닝 방식에 해당한다.Optical tomography or optical coherence tomography (hereinafter, referred to as "OCT") is a new technique for obtaining high resolution cross-sectional images of non-invasive biological tissues using low-interference light. The OCT system is an extension of Optical Coherence Domain Reflectometry (OCDR), developed in 1987, and was first developed by David Huang of M.I.T in 1991. OCDR is a system that obtains the intensity of backscattering light in one dimension by using the Michelson low interferometer. OCT is a method of acquiring two-dimensional images by adding transverse scanning in such an OCDR system and corresponds to a B-mode scanning method of ultrasound images.

광 간섭 단층 촬영기는 간섭신호를 얻는 방법에 따라서 크게 시간 영역에 대한 광학 단층 촬영기 (Time-domain OCT, 이하 TD-OCT)와 주파수 영역 광학 단층 촬영기 (Fourier-Domain OCT, 이하 FD-OCT)기술로 나누어진다. TD-OCT기술은 마이겔슨 간섭계의 기준단 거리를 스캔함으로서 샘플단에 존재하는 반사체와 서로 거리가 일치할 때 얻어지는 간섭신호를 포락선검파하고 이의 피크로부터 경과시간을 추출함으로써 거리 정보를 얻는 방식이다. 반면에 기준단이 고정되어 있는 FD-OCT는 1990년대 중반에 처음 소개되었다. 이 방식에서는 기준단과 샘플단 내에 존재하는 반사체간의 거리차를

Figure 112011063425882-pat00001
이라 할 때 간섭신호는
Figure 112011063425882-pat00002
상에서 주기가
Figure 112011063425882-pat00003
인 정현파가 된다. 여기서
Figure 112011063425882-pat00004
는 optical wavenumber이다. 통신에서
Figure 112011063425882-pat00005
Figure 112011063425882-pat00006
가 Fourier Transform pair 관계에 있는 것처럼
Figure 112011063425882-pat00007
Figure 112011063425882-pat00008
도 서로 Fourier Transform pair 관계에 있다. 따라서 FD-OCT 시스템에서는 간섭신호를
Figure 112011063425882-pat00009
상에서 바로 얻기가 어렵다. 일반적으로 FD-OCT에서는 Spectrometer 구조를 사용하므로 파장 도메인(
Figure 112011063425882-pat00010
)상에서 간섭신호가 얻어진다. 따라서 rescaling 계산과정을 통하여 이를
Figure 112011063425882-pat00011
상에서의 간섭신호로 바꾸어야 한다. 만일 샘플단상에 여러개의 반사체가 있다면 각 반사체에 대하여 각각 다른 형태의 간섭신호가 서로 중첩된 형태로 파장 도메인상에서 존재한다. 이를 위하여 설명한 것처럼
Figure 112011063425882-pat00012
상으로 다시 rescaling 하면 각 반사체에 대하여 각각 다른 주기의 정현파 간섭신호가 중첩된 형태로 존재한다. 이를 inverse Fourier Transform(IFFT)하게 되면 각 반사체에 대한 거리 정보를 얻을 수 있다.Optical coherence tomography (TD-OCT) and frequency domain optical tomography (FD-OCT) technology for the time domain are largely dependent on the method of obtaining the interference signal. Divided. The TD-OCT technology scans the reference distance of the Miegelson interferometer to obtain the distance information by envelope detection of the interference signal obtained when the distance between the reflector existing in the sample stage coincides with each other and extracts the elapsed time from its peak. On the other hand, FD-OCT, with a fixed base, was first introduced in the mid-1990s. In this method, the distance difference between the reflector existing in the reference stage and the sample stage
Figure 112011063425882-pat00001
Interference signal is
Figure 112011063425882-pat00002
Cycle on
Figure 112011063425882-pat00003
To be a sinusoid. here
Figure 112011063425882-pat00004
Is the optical wavenumber. In communication
Figure 112011063425882-pat00005
Wow
Figure 112011063425882-pat00006
Is in a Fourier Transform pair relationship
Figure 112011063425882-pat00007
Wow
Figure 112011063425882-pat00008
Are also in a Fourier Transform pair relationship with each other. Therefore, in FD-OCT system,
Figure 112011063425882-pat00009
Difficult to get right on the bed In general, FD-OCT uses a spectrometer structure, so the wavelength domain (
Figure 112011063425882-pat00010
), An interference signal is obtained. Therefore, through the rescaling process
Figure 112011063425882-pat00011
It should be replaced with the interference signal on the top. If there are multiple reflectors on the sample stage, different types of interference signals for each reflector exist in the wavelength domain in an overlapping manner. As explained for this
Figure 112011063425882-pat00012
When rescaling onto the phase, sinusoidal interference signals of different periods exist for each reflector. Inverse Fourier Transform (IFFT) can get distance information about each reflector.

상기 광 단층 촬영기(OCT)의 구조는 도 3과 같은 TD-OCT, 및 도 4와 같은 FD-OCT의 종류인 Swept-Source OCT(이하 SS-OCT), 그리고 도 5와 같은 Specral domain OCT (이하 SD-OCT)로 나누어진다.The optical tomography (OCT) has a structure of TD-OCT as shown in FIG. 3, Swept-Source OCT (hereinafter referred to as SS-OCT) as a type of FD-OCT as shown in FIG. 4, and Specral domain OCT as shown in FIG. SD-OCT).

기본적으로 OCT는 광대역 광원을 가진다. 광대역 광원의 반치폭(FWHM)이 넓을수록 이미지의 종축 방향의 해상도(Axial resolution)가 높아진다. 광원으로부터 나온 빛은 광분배기를 거쳐서 기준단과 샘플단으로 나누어지게 되고, 각각의 기준단과 샘플단의 광경로가 같은 경우 샘플단의 단층 간섭 신호가 생성되게 된다. 생성된 간섭 신호는 다시 광분배기로 돌아가서 수신단인 광검출기로 들어가서 신호를 획득하게 된다.By default, OCT has a broadband light source. The wider the full width at half maximum (FWHM) of the broadband light source, the higher the axial resolution of the image. Light emitted from the light source is divided into a reference stage and a sample stage through an optical splitter, and when the optical paths of each reference stage and the sample stage are the same, a single-layer interference signal of the sample stage is generated. The generated interference signal goes back to the optical splitter and enters the photodetector as the receiving end to acquire the signal.

도 3의 TD-OCT와 도 4의 SS-OCT는 수신단에 광검출기를 사용한다. 하지만, 도 5의 SD-OCT의 경우는 수신단에 Spectrometer를 설치하여 파장별 신호의 간섭 정보를 획득한다. 도 3의 TD-OCT와 도 4의 SS-OCT의 경우도, 구조상으로는 같아 보이나, TD-OCT 경우 기준단에서 물리적으로 광경로를 빠르게 이동시켜서 간섭신호를 생성하며, SS-OCT의 경우 물리적인 움직임 없이, Swept Source가 좁은 대역의 광신호가 넓은 대역을 빠르게 스캔함으로써 TD-OCT가 기준단을 빠르게 움직여서 간섭신호를 생성하는 것과 같은 효과를 낸다. 일반적으로 TD-OCT의 경우 깊이 방향의 스캔 속도가 기준단의 물리적인 광경로의 변화 속에 의존하기 한계가 있으나, SS-OCT는 얼마나 빠르게 Swept-Source가 움직이느냐에 따라서 속도가 좌우되게 때문에 최대 400 kHz 이상의 속도가 학회에 보고가 되고 있다. SD-OCT의 경우 Spectrometer에서 사용되는 Scan camera의 Linerate에 의해서 속도가 결정된다. 현재 140 kHz의 카메라가 사용되고 있으며, 컴퓨터 성능에 의해서 제한을 받고 있다.The TD-OCT of FIG. 3 and the SS-OCT of FIG. 4 use a photodetector at a receiving end. However, in the case of the SD-OCT of FIG. 5, a spectrometer is installed at a receiver to acquire interference information of a signal for each wavelength. In the case of the TD-OCT of FIG. 3 and the SS-OCT of FIG. 4, the structure looks the same, but in the case of the TD-OCT, an interference signal is generated by quickly moving the optical path at the reference stage physically, and in the case of the SS-OCT Without motion, the Swept Source quickly scans a wide band of narrow band optical signals, producing the same effect as a TD-OCT moving the reference stage quickly to produce an interference signal. In general, in case of TD-OCT, the scanning speed in the depth direction depends on the change of the physical optical path of the reference stage, but the SS-OCT has a maximum speed of 400 because the speed depends on how fast the Swept-Source moves. Speeds above kHz have been reported to the Society. In the case of SD-OCT, the speed is determined by the line rate of the scan camera used in the spectrometer. 140 kHz cameras are in use today and are limited by computer performance.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 광 산란 프로파일은 Time-domain OCT를 사용하여 얻은 참박 종자의 광 산란 프로파일이다.In a preferred embodiment of the invention, the light scattering profile is the light scattering profile of the scabbard seeds obtained using Time-domain OCT.

상술한 광 단층 촬영기를 이용하여 고해상도의 2차원 단층 이미지를 획득할 수 있다. 획득된 2차원 이미지는 깊이 방향으로 1차원 프로파일을 도 6과 같이 획득할 수 있다. 획득된 1차원 프로파일은 단층 이미지의 깊이별 광 산란 정보를 가지고 있다. 본 발명에 따른 프로파일의 x축은 광 단층 촬영기를 통해서 측정된 깊이별 광 산란 크기를 나타내며, y축은 샘플의 깊이를 나타낸다. 그러므로 각 깊이별 산란 값의 합을 모두 구하면 샘플의 전체의 광 단층 산란 값을 획득하게 된다. 전체 광 단층 산란 값은 깊이 별 적분을 통해서 간단히 획득할 수 있다.A high-resolution two-dimensional tomographic image can be obtained using the optical tomography camera described above. The obtained 2D image may acquire a 1D profile in a depth direction as shown in FIG. 6. The obtained one-dimensional profile has light scattering information for each depth of the tomographic image. The x-axis of the profile according to the invention represents the light scattering magnitude for each depth measured by the optical tomography, and the y-axis represents the depth of the sample. Therefore, when the sum of the scattering values for each depth is obtained, the optical tomographic scattering values of the entire sample are obtained. The total optical tomographic scattering values can be obtained simply by integration by depth.

본 발명에서, 상기 건전 참박 종자의 광 산란 값 또는 바이러스 감염 참박 종자의 광 산란 값은 이미 알려진 다수의 건전 종자 또는 비건전 종자를 대상으로 측정된 종자의 깊이별 산란 크기로부터 평균값을 계산하거나, 확률분포를 통해 90% 또는 95% 신뢰도를 갖는 구간 값을 계산하여 얻을 수 있다.In the present invention, the light scattering value of the healthy seed, or the light scattering value of the virus-infected seed, the average value is calculated from the scattering size by depth of the seed measured for a number of known or non-healthy seed, or probability The distribution can be obtained by calculating interval values with 90% or 95% confidence.

본 발명에서, 상기 “건전 종자”는 식물 종자를 감염시켜 종자의 발아에 영향을 주는 어떠한 식물 바이러스에 감염되지 않은, 정상적인 종자를 지칭한다. 또한, 이와 대비되는 개념으로서 “비건전 종자” 또는 “이병 종자”는 상기 식물 바이러스에 감염되어 발아되지 않는 종자를 지칭한다.In the present invention, the “healthy seed” refers to a normal seed that is not infected with any plant virus that infects the plant seed and affects the germination of the seed. In addition, as a contrasting concept, “non-whole seed” or “disease seed” refers to a seed that is infected with the plant virus and does not germinate.

본 발명의 방법에서, 상기 바이러스는 오이모자이크 바이러스(Cucumber mosaic virus, CMV) 또는 오이녹반모자이크 바이러스(Cucumber green mottle mosaic virus, CGMMV)인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 실시예에서는, 참박 종자를 이용하여 건전 및 비건전 종자의 광 산란 프로파일을 획득하였으며, 광 산란 프로파일에서 종자의 광 산란 평균값을 확인한 결과, 바이러스 감염된 종자에서 상대적으로 광 산란 평균값이 더 크게 나타나는 것을 확인하였다 (도 1 및 표 1 참조). 상기 비건전 종자를 대상으로 RT-PCR을 실시하여 감염된 바이러스가 오이녹반모자이크 바이러스임을 확인하였다 (도 10 참조).In the method of the present invention, the virus is Cucumber mosaic virus (CMV) or Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV) is characterized in that. In the embodiment of the present invention, the light scattering profiles of healthy and non-healthy seeds were obtained using scabbard seeds, and the light scattering average value of the seeds was confirmed in the light scattering profile, so that the light scattering average value of the virus-infected seeds was larger. It confirmed that it appeared (refer FIG. 1 and Table 1). RT-PCR was performed on the non-healthy seeds to confirm that the infected virus was a cucumber nocturnal mosaic virus (see FIG. 10).

본 발명의 바람직한 구현예에서, 건전 참박 종자와 비건전 참박 종자의 단면을 현미경으로 확인하면, 건전 종자의 경우 종피에 구멍이 많이 뚫려있으며 비건전 종자의 경우 종피에 구멍이 미세하게 존재하는 것을 알 수 있다 (도 2 참조). 광 산란 단층 크기 실험 결과와 비교하면, 건전 종자의 경우 이병 종자에 비해서 넓은 구멍이 많이 존재하여 광 에너지가 종피에 입사 시 산란이 적게 일어나고 반대로 비건전 종자의 경우 건전 종자에 비해서 큰 구멍이 존재하지 않아서 광 에너지가 종피 입자에 많이 산란되게 된다. 이러한 광 산란 크기의 차이에 의해 건전 종자와 비건전 종자의 구별이 가능하다.In a preferred embodiment of the present invention, microscopic examination of the cross-sections of healthy and non-healthy seed is found that a lot of holes in the seed of the healthy seed and fine holes in the seed of the non-healthy seed. (See FIG. 2). Compared with the results of light scattering fault size experiments, healthy seeds have wider pores than diseased seeds, so that light energy is less scattered when entering the seed, and conversely, non-healthy seeds do not have larger pores than healthy seeds. This results in a lot of light energy scattered on the seed particles. This difference in light scattering size makes it possible to distinguish between healthy seeds and non-healthy seeds.

본 발명의 방법에서, 상기 a)단계에서 광 산란 프로파일은 광학 단층 촬영기법(OCT: Optical Coherence Tomography)을 이용하여 깊이별 광 산란 크기를 분석을 실시함으로써 얻을 수 있다. 바람직하게는 상기 광 산란 프로파일은 Time-domain OCT, Spectral-domain OCT, Swep source OCT를 포함한 모든 영역의 광 단층 촬영장치를 이용하여 얻을 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 Time-domain OCT를 이용하여 광 산란 프로파일을 얻었다.
In the method of the present invention, the light scattering profile in step a) can be obtained by analyzing the light scattering size for each depth by using optical coherence tomography (OCT). Preferably, the light scattering profile can be obtained by using an optical tomography apparatus of all regions including time-domain OCT, Spectral-domain OCT, Swep source OCT, in the embodiment of the present invention using Time-domain OCT Light scattering profiles were obtained.

상기 깊이별 광 산란 크기는 참박 종자의 깊이별 간섭 정보를 나타내는 것으로서, 상기 깊이별 광 산란 크기 정보를 이용하여 종자의 단층 이미지를 만들 수 있다. OCT는 샘플단에서 B-mode 스캐이닝(빔이 한축으로 이동)하는 방법을 통하여 빔이 스캔하는 지역의 깊이별 간섭 정보를 획득하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 참박 종자의 평균적인 깊이별 간섭 정보를 상기 깊이별 광 산란 크기의 분석 방법을 통하여, 종피의 가장 높게 뜨는 신호를 중심으로 깊이별 같은 위치의 간섭 신호들의 평균적인 값들을 구하였다. 따라서 본 발명의 실시예에서 확인된 깊이별 광 산란 크기 값은 샘플 참박 종자가 가지고 있는 고유의 깊이별 간섭 신호 정보라고 할 수 있다.The light scattering size for each depth represents interference information for each depth of the crunch seed, and a tomographic image of the seed may be made using the light scattering size information for each depth. The OCT acquires interference information for each depth of the area scanned by the beam through B-mode scanning (beam moves in one axis) at the sample stage. In the embodiment of the present invention, the average depth of interference information of the sperm seeds through the method of analyzing the light scattering size by depth, the average value of the interference signals at the same position by the depth of the center of the highest floating signal of the seedlings It was. Therefore, the light scattering magnitude value for each depth identified in the embodiment of the present invention may be referred to as the unique depth-specific interference signal information of the sample moth seed.

본 발명에서, 상기 광 산란 프로파일의 x축은 광 단층 촬영기를 통해서 측정된 깊이별 광 산란 크기를 나타내며, y축은 샘플의 깊이를 나타낸다. 그러므로 각 깊이별 산란 값의 합을 모두 구하면 샘플의 전체 광 단층 산란 값을 획득할 수 있다 (도 1 참조).In the present invention, the x-axis of the light scattering profile represents the light scattering size for each depth measured by the optical tomography, and the y-axis represents the depth of the sample. Therefore, when the sum of the scattering values for each depth is obtained, the total optical tomographic scattering value of the sample can be obtained (see FIG. 1).

본 발명의 방법에서, 상기 c)단계에서 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값 또는 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값은 기지(旣知) 건전 종자들의 광 산란 값의 DB(database) 또는 기지 바이러스 감염 종자들의 광 산란 값의 DB로부터 통계적으로 계산되는 것을 특징으로 한다.In the method of the present invention, in step c), the mean light scattering value of the healthy seed or the viral light scattering mean value of the seed seeding is the DB (database) or known virus infection of the light scattering value of the known healthy seed It is characterized in that it is calculated statistically from the DB of the light scattering values of the seeds.

상기 DB는 이미 알려진 다수의 건전 종자 또는 비건전 종자를 대상으로 깊이별 광 산란 프로파일의 분석을 통해 측정된 종자의 깊이별 광 산란 크기를 저장한 DB를 의미한다. 상기 각 DB에 들어 있는 광 산란 크기로부터 평균값을 계산하거나, 확률분포를 통해 90% 또는 95% 신뢰도를 갖는 구간 값을 계산하여, 이를 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값 또는 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값으로 이용한다.The DB refers to a DB storing light scattering sizes of depths of seeds measured by analyzing light scattering profiles of depths for a plurality of known or non-healthy seeds. Calculate the average value from the light scattering size contained in each DB, or calculate the interval value with 90% or 95% reliability through probability distribution, and calculate the mean value of the healthy light seed or the average light intensity of viral infected starch seeds. Use as scattering value.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값은 기지 건전 종자들의 정규 확률 분포 그래프에서 90% 구간 (광 산란 크기 범위는 29~36; 도 9a 참조)이고, 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값은 기지 바이러스 감염 종자들의 정규 확률 분포 그래프에서 90% 구간 (광 산란 크기 범위는 38~45; 도 9b 참조)일 수 있다.
In a preferred embodiment of the present invention, the average light scattering value of the healthy seed is 90% interval (light scattering size range is 29-36; see FIG. 9A) in the normal probability distribution graph of known healthy seeds, The average light scattering value of may be in a 90% interval (38-45 light scattering size range; see FIG. 9B) in a normal probability distribution graph of known virus infected seeds.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 선별대상 참박 종자의 깊이별 광 산란 크기를 획득하기 위한 광학적 단층 촬영부; 상기 광학적 단층 촬영부로부터 출력된 신호를 처리하여 상기 참박 종자의 광 산란 프로파일을 획득하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 획득한 프로파일의 깊이별 산란 크기의 평균값을 구하여, 선별대상 참박 종자의 바이러스 감염 여부를 결정하는 데이터 분석부;를 포함하고, 상기 데이터 분석부는 신호 처리부에서 획득한 프로파일의 깊이별 산란 크기의 평균값을 계산하여, 종자의 평균 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 높으면 바이러스 감염 종자로 판단하는 것을 특징으로 하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides an optical tomography unit for acquiring the light scattering size for each depth of the seed to be selected; A signal processing unit processing a signal output from the optical tomography unit to obtain a light scattering profile of the scabbard seed; And a data analysis unit for determining whether or not a viral infection of the selected target scab seed is obtained by obtaining an average value of scattering size for each depth of the profile obtained by the signal processing unit, wherein the data analysis unit includes the depth of the profile obtained by the signal processing unit. Calculate the mean value of the scattering size to determine if the average light scattering value of the seeds is 20% or more lower than the average light scattering value of the virally impaired seed, and if it is 20% or more higher than the mean light scattering value of the healthy seed. Provided is a sorting device for healthy stalk seed or virally infected stalk seed, characterized in that it is determined as a seed.

본 발명의 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치에 있어서, 상기 광학적 단층 촬영부는, 광 에너지를 입사시켜 광 산란 에너지를 획득하기 위한 광대역 광원을 발생하는 광대역 광원; 제1~4 단자를 포함하고, 제1 단자를 통해 상기 광원으로부터 발생된 광을 입력받아, 두 개의 광으로 분배하여 제2 및 제3 단자로 출력하고, 상기 제2 및 제3 단자로부터 입력되는 광을 결합하여 제4 단자로 출력하는 광분배기; 상기 광분배기의 제2 단자에 연결되어, 상기 광분배기를 통해 전달된 상기 광원을 그대로 반사시키는 기준단; 상기 광분배기의 제3 단자에 연결되어, 상기 광분배기를 통해 전달된 상기 광원을 선별대상 참박 종자에 조사하여, 상기 선별대상 참박 종자에서 반사된 반사광을 출력하는 샘플단; 상기 광분배기의 제4 단자에 연결되어, 상기 광분배기에서 결합된 기준단의 반사광과 샘플단의 반사광의 결합 신호를 입력받아, 상기 두 반사광의 간섭 신호를 검출하여 전기 신호로 변환하여 출력하도록 + 입력단과 - 입력단을 갖는 평형 검출기로 구현되는 광검출기; 및 상기 광분배기에서 상기 광대역 광원으로 되돌아가는 광을 상기 광검출기의 - 입력단으로 전달하는 광서큘레이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the sorting device of the healthy rapeseed seed or virus-infected rapeseed seed of the present invention, the optical tomography unit includes: a broadband light source for generating a broadband light source for injecting light energy to obtain light scattering energy; It includes a first to fourth terminal, receives the light generated from the light source through the first terminal, is divided into two light and output to the second and third terminals, and is input from the second and third terminals An optical splitter for coupling the light to the fourth terminal; A reference terminal connected to the second terminal of the optical splitter and reflecting the light source transmitted through the optical splitter as it is; A sample stage connected to the third terminal of the optical splitter and radiating the light source transmitted through the optical splitter to the target seed scab seed, and outputting the reflected light reflected from the seed target chop seed; A signal coupled to a fourth terminal of the optical splitter and receiving a combined signal of the reflected light of the reference stage and the sampled stage coupled by the optical splitter, detecting the interference signal of the two reflected light, and converting the signal into an electrical signal for outputting; A photodetector implemented with a balanced detector having an input and an input; And an optical circulator for transmitting the light returned from the optical splitter to the broadband light source to the input terminal of the photodetector.

상기 설명된 광학 단층 촬영 장치는 시간 영역 광학 단층 촬영 장치에 대한 설명이자 동시에 본 발명의 구현예에서 사용된 광학 단층 촬영 장치의 설명이다. 시간 영역 광 단층 촬영기 이외에 주파수 영역 광단층 촬영장치 또한 동일한 성능을 나타낸다.
The optical tomography apparatus described above is a description of the time domain optical tomography apparatus and at the same time a description of the optical tomography apparatus used in the embodiment of the present invention. In addition to the time domain optical tomography apparatus, the frequency domain optical tomography apparatus also exhibits the same performance.

이하, 본 발명의 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the screening device of the healthy rapeseed seed or virus-infected sperm seed of the present invention will be described in more detail.

도 7은 본 발명에 따른 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치의 구성을 보인 블록도이다.Figure 7 is a block diagram showing the configuration of the sorting device of healthy seed or virus infected seed according to the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치는, 광학적 단층 촬영부, 신호 처리부 및 데이터 분석부를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 7, the apparatus for sorting healthy seed or virus-infected seed of the present invention includes an optical tomography unit, a signal processor, and a data analyzer.

상기 광학적 단층 촬영부는, 선별 대상이 되는 참박 종자에 물리적 절단 없이 비침습식으로 광 에너지를 입사시켜 광 단층 산란 크기를 측정한 것으로, 선별 대상이 되는 참박 종자로 광대역의 광원을 조사하여, 상기 선별 대상이 되는 참박 종자의 광 산란 프로파일을 획득할 수 있는 마이켈슨 간섭계에 의한 간섭 신호를 출력한다. 더 구체적으로, 상기 광학적 단층촬영부는 OCT(Optical coherence tomography)로 구현되며, Time-domain OCT, Spectral-Doamin OCT, Frequency-domain OCT, Swept source OCT 등 어떠한 종류의 OCT라도 사용가능하다.The optical tomography unit measures light monolayer scattering size by injecting light energy non-invasively without physical cutting to the seed of the seed to be screened, and irradiates a broadband light source with the seed of seed to be screened. Outputs an interference signal by a Michelson interferometer capable of obtaining the light scattering profile of the sack seed. More specifically, the optical tomography unit is implemented by optical coherence tomography (OCT), and may use any kind of OCT, such as a time-domain OCT, a spectral-doamin OCT, a frequency-domain OCT, or a Swept source OCT.

본 발명의 하나의 구현예에서, 상기 광학적 단층 촬영부는 Time-domain OCT로 구현된다.In one embodiment of the present invention, the optical tomography unit is implemented with Time-domain OCT.

또한 상기 신호 처리부는 상기 광학적 단층 촬영부로부터 출력되는 간섭신호를 신호 처리하여 선별 대상이 되는 참박 종자의 광 산란 프로파일을 획득한다. 더 구체적으로, 상기 신호 처리부는 상기 간섭 신호에 대하여 DC 성분의 필터링, 포락선 검파(Envelope Detecting), 및 디지털 변환(A/D Convertor)을 수행하여, 단층 이미지 데이터 또는 광 산란 프로파일을 출력한다.The signal processor may process the interference signal output from the optical tomography unit to obtain a light scattering profile of the scabbard seeds to be screened. More specifically, the signal processor outputs tomographic image data or a light scattering profile by performing filtering of DC components, envelope detection, and digital conversion on the interference signal.

상기 데이터 분석부는, 상기 신호 처리부로부터 제공된 광 산란 프로파일을 통해 상기 선별 대상이 되는 참박 종자의 광 산란 크기를 분석하여, 식물 바이러스 감염의 여부를 판단한다. 더 구체적으로, 본 발명에서, 상기 데이터 분석부는 신호 처리부에서 획득한 광 산란 프로파일 분석을 통해 참박 종자의 광 산란 값을 계산하여, 종자의 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 높으면 바이러스 감염 종자로 판단할 수 있다. 상기 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값 또는 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값은 기지 건전 종자들의 광 산란 크기의 DB(database), 또는 기지 바이러스 감염 종자들의 광 산란 크기의 DB로부터 통계적으로 계산될 수 있다.The data analyzer analyzes the light scattering size of the sesame seed to be selected by the light scattering profile provided from the signal processor to determine whether the plant virus is infected. More specifically, in the present invention, the data analyzer calculates the light scattering value of the sperm seed by analyzing the light scattering profile obtained by the signal processing unit, so that the light scattering value of the seed is 20 If it is lower than%, it can be judged as a healthy seed, and if it is 20% or more higher than the average light scattering value of a healthy snail seed, it can be judged as a virus infection seed. The mean light scattering value of the virally infected sperm seeds or the mean light scattering value of the healthy scaber seeds can be calculated statistically from a database of light scattering size of known healthy seeds, or from a DB of light scattering size of known virally infected seeds. have.

상기 데이터 분석부는, 신호 처리부에서 획득한 광 산란 프로파일로부터 참박 종자의 광 산란 크기의 평균값을 계산하기 위한 프로그램과, 상기 계산된 광 산란 평균값과 건전 종자 또는 비건전 종자 판단 평균 광 산란 값을 비교하여 참박 종자의 바이러스 감염 여부를 판단하기 위한 프로그램을 포함하며, 이들 프로그램은 퍼스널 컴퓨터(PC)에 설치되어 구현될 수 있다.The data analyzer may compare a program for calculating the average value of the light scattering size of the sperm seed from the light scattering profile obtained by the signal processor, and compare the calculated light scattering average value with a healthy seed or an unhealthy seed determination average light scattering value. It includes a program for determining whether or not the virus of the sperm seed virus, these programs can be installed and implemented in a personal computer (PC).

다음으로, 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치의 시스템 구성도를 설명한다. 광 단층 촬영장치는 기본적으로 광대역 광원, 광 분배기, 기준단, 샘플단, 광검출기 및 광서큘레이터를 포함한다.
Next, with reference to FIG. 8, the system block diagram of the sorting apparatus of healthy seed | seed seed or virus-infected seed | strain seed | species which concerns on this invention is demonstrated. The optical tomography apparatus basically includes a broadband light source, an optical splitter, a reference stage, a sample stage, a photodetector, and an optical circulator.

먼저 본 발명의 선별장치의 구성도에서 사용된 광 대역 광원은 중심 파장이 1310 nm에 150 nm의 반치폭 (FWHM)을 가지는 SLED (Super Luminescent Emitted Diode)를 사용한다. 일반적인 광 단층 촬영장치의 경우 광대역 광원 (Broadband Source)을 사용하여 축 방향 해상도를 향상시킨다 (시간영역 광단층 촬영 장치와 주파수 영역의 Spectral-domain OCT의 경우 광대역 광원을 사용하며, Swept-Source OCT의 경우 좁은 대역의 파장선이 광대역으로 조사할 수 있는 광원을 사용하여 같은 효과를 낸다).First, the wide band light source used in the configuration of the sorting apparatus of the present invention uses a SLED (Super Luminescent Emitted Diode) having a full width at half maximum (FWHM) of 150 nm at 1310 nm. In general, the optical tomography apparatus improves the axial resolution by using a broadband source. (The time domain optical tomography apparatus and the spectrum-domain OCT in the frequency domain use a broadband light source, and the Swept-Source OCT In the case of a narrow band of wavelengths, the same effect is achieved by using a light source capable of irradiating broadband.

상기 광원에서 나온 광 에너지는 셔큘레이터(Circulator)를 거쳐서 50:50 광 분배기(Fiber coupler)를 거쳐서 샘플단과 기준단으로 나누어지게 된다. 셔큘레이터는 광에너지가 입사하는 광 분배기를 통하여 샘플단과 기준단에서 반사되어 다시 광 분배기를 거쳐서 돌아오는 광에너지 중에 광원 쪽으로 돌아가는 광 에너지를 다른 방향으로 보내는 역할을 한다. 광 분배기는 광 간섭현상을 만들기 위해서 사용되며, 광원에서 나온 광 에너지를 샘플단과 기준단에 동일하게 분배하여 진행시킨다. 본 발명에 따른 시스템은 광섬유를 이용하여 제작하였기 때문에 광 분배기를 광 커플러를 사용하였다.The light energy from the light source is divided into a sample stage and a reference stage through a 50:50 fiber coupler through a circulator. The shuffler serves to send the light energy returned to the light source in the other direction among the light energy reflected from the sample stage and the reference stage through the light splitter where the light energy is incident and returned through the light splitter. The optical splitter is used to create the optical interference phenomenon, and the light energy from the light source is distributed equally to the sample stage and the reference stage. Since the system according to the invention was fabricated using optical fibers, the optical splitter used an optical coupler.

상기 기준단은 RSOD (Rapidly Scanning Optical Delayline)을 사용하였다. 구성은 상용화된 회절격자와 300 Hz의 속도로 움직이는 갈보 스캐너를 구동시켜서 구성하였다. RSOD에서 기준단의 길이를 미세하게 변화시켜 광경로를 변화시킨다 (주파수 영역의 광 단층 촬영기의 경우 물리적인 광경로 이동이 필요 없기 때문에 기준단이 고정되어 있다).The reference stage used Rapidly Scanning Optical Delayline (RSOD). The configuration was made by driving a commercially available diffraction grating and a galvo scanner moving at a speed of 300 Hz. In RSOD, the length of the reference stage is changed slightly to change the optical path. (The reference stage is fixed because the optical tomography in the frequency domain does not require the movement of the optical path.)

상기 샘플단은 갈보스캐너를 이용하여 B-mode 스캐닝이 가능하게 제작을 하였으며, 콜레메이션되어 입사되는 빔을 빔 포커싱 시키기 위하여 30mm의 초점거리를 가지고 있는 대물렌즈를 사용하였다. 기준단의 갈보스캐너가 미세하게 움직임로써 광경로를 변화시켜서 샘플단의 광경로가 간섭거리에 있는 경우 간섭신호가 생성이 된다. 생성된 간섭신호는 다시 광분배기를 거쳐서 광수신부로 들어가게 된다 (하지만 주파수 영역 광 단층 촬영기의 경우는 기준단의 고정된 상태에서 샘플단과 가간섭거리 안에서의 위치만 조정을 한다). The sample stage was manufactured to enable B-mode scanning using a galvo scanner, and an objective lens having a focal length of 30 mm was used to beam-focus the collimated incident beam. When the optical path of the sample stage is at the interference distance by the galvo scanner of the reference stage moving finely, an interference signal is generated. The generated interference signal passes through the optical splitter to the optical receiver (but in the case of the frequency domain optical tomography camera, only the position within the interference distance between the sample stage and the reference stage is fixed).

시간영역 광단층 촬영기의 경우 광수신부는 광검출기를 사용하는데, 본 발명에서는 Balanced Photo Detector를 사용하여, 신호의 SNR을 높였다. 정상적으로 기준단과 샘플단의 합해진 신호가 광검출기의 + 단자로 가며, 광원부로 돌아가는 신호가 셔큘레이터를 거쳐서 - 단자로 돌아가게 설계를 한다 (주파수 영역의 광단층 촬영기에서, Spectral-domain OCT의 경우는 광수신부가 CCD 및 CMOS 라인 스캔 카메라로 제작된 광 분광기(Spectrometer)에 의해서 광신호가 들어가지게 된다. Swept-source OCT의 경우 광검출기를 사용한다). In the case of the time-domain optical tomography camera, the light receiver uses a photodetector. In the present invention, a balanced photo detector is used to increase the SNR of the signal. Normally, the combined signal of the reference stage and the sample stage goes to the + terminal of the photodetector, and the signal returning to the light source unit goes back to the-terminal through the shuffler (in the case of Spectral-domain OCT The optical receiver enters the optical signal by a spectrometer manufactured by CCD and CMOS line scan cameras (a photodetector is used for the Swept-source OCT).

상기 광검출기를 통해서 들어온 간섭 신호는 전압으로 바뀌어서 DAQ 보드로 들어가게 된다. 여기어서 신호처리 과정을 거져서 DC 전압 성분은 필터링 시키고, Envolpe Detecting을 한 후에 디지털 신호로 변환된 후에 이미지화 되게 된다 (주파수 영역의 광 단층 촬영기의 경우, 광분광기와 광검출기를 통해서 들어온 신호는 퓨리에 변환을 거쳐서 거리 정보를 나타내는 신호로 변환 되게 되며, 이 신호들의 조합을 통해서 이미지를 구성하게 된다).The interference signal introduced through the photodetector is converted into a voltage to enter the DAQ board. The DC voltage component is then filtered and envolpe-detected before being converted into a digital signal and then imaged (in the case of an optical tomography in the frequency domain, the signal from the spectrophotometer and photodetector is Fourier). After conversion, the signal is converted into a signal representing distance information, and the combination of these signals forms an image.

본 발명의 실시예에서는, Sampling rate 10,000,000 Hz, A-scan 수는 200개, A-scan 당 픽셀 수는 15,000개로 설정하였다. 실험의 준비 상황에서 OCT의 축방향 해상도는 4.5 μm이며 실제 공기 중에서 측정시에는 6 μm로 나타났다.In the embodiment of the present invention, the sampling rate is 10,000,000 Hz, the number of A-scans is set to 200, and the number of pixels per A-scan is set to 15,000. In preparation for the experiment, the axial resolution of the OCT was 4.5 μm and 6 μm when measured in air.

상술한 광 단층 촬영기에 의해 신호 처리 과정을 거쳐서 이미지로 구현되면, 진단 대상이 되는 참박 종자의 단층 이미지가 획득이 되게 되는데, 이때 이미지 구현은 생략이 가능하며, 획득된 광 단층 이미지에서 각 스캐닝 포인트 별로 광 단층 산란 크기의 프로파일을 획득할 수 있다.
When the image is implemented through the signal processing process by the optical tomography camera described above, the tomographic image of the scabbard seed to be diagnosed is acquired, and the image implementation can be omitted, and each scanning point in the obtained optical tomography image is obtained. Profiles of optical tomographic scattering sizes can be obtained.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광 단층 촬영기를 이용한 신호 처리 과정을 거쳐 진단 대상이 되는 참박 종자의 광 단층 이미지 또는 획득된 광 단층 이미지에서 각 스캐닝 포인트 별로 광 단층 산란 프로파일을 획득함으로써 평균 광 단층 산란 크기를 측정할 수 있다. 측정된 광 단층 산란 크기의 평균값을 이용하여 건전한 참박 종자와 바이러스에 감염된 참박 종자를 손쉽게 구별할 수 있다.
As described above, according to the present invention, an average optical tomography is obtained by acquiring an optical tomographic scattering profile for each scanning point in an optical tomography image or an acquired optical tomography image of a scabbard seed to be diagnosed through a signal processing process using an optical tomography camera. Scattering size can be measured. The average value of the measured optical tomographic scattering size can be used to easily distinguish between healthy and seed infected virus.

도 1은 건전 종자와 이병 종자의 깊이별 광 산란 프로파일을 같은 그래프에 그린 도면이다. 붉은 색(Negative seeds)의 프로파일은 건전 종자이고 파란색(Positive seeds)의 프로파일은 이병 종자의 깊이별 광 단층 산란 크기를 나타낸다.
도 2는 실험에 사용된 건전 참박 종자(Normal)와 이병 참박 종자(Abnormal)의 단면을 비교한 현미경 사진이다.
도 3은 Time-domain 광대역 단층 촬영 장치 (TD-OCT) 구성도이다.
도 4는 Swept-Source 단층 촬영 장치 (SS-OCT) 구성도이다.
도 5는 Spectral-domain 단층 촬영장치 (SD-OCT) 구성도이다.
도 6은 광 단층 촬영기를 이용하여 2차원 단층 이미지로부터 1차원의 깊이별 광 단층 산란 프로파일을 획득하는 원리를 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치의 구성을 보인 블록도이다.
도 8을 본 발명에 따른 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치의 시스템 구성도이다.
도 9a는 건전 참박 종자의 정규 확률 분포 그래프 90% 구간을 나타낸다.
도 9b는 비건전 참박 종자의 정규 확률 분포 그래프 90% 구간을 나타낸다.
도 10은 건전 및 비건전 참박 종자의 RT-PCR 결과이다.
1 is a diagram showing the light scattering profiles of healthy seeds and diseased seeds according to depth in the same graph. The red (Negative seeds) profile is healthy seeds and the blue (Positive seeds) profile shows the optical monolayer scattering size by depth of the diseased seeds.
FIG. 2 is a micrograph comparing the cross sections of healthy and seed disease Abnormal used in the experiment.
3 is a configuration diagram of a time-domain wideband tomography apparatus (TD-OCT).
4 is a configuration diagram of a Swept-Source tomography apparatus (SS-OCT).
5 is a schematic diagram of a Spectral-domain tomography apparatus (SD-OCT).
FIG. 6 illustrates the principle of acquiring a one-dimensional depth-specific optical tomographic scattering profile from a two-dimensional tomographic image using an optical tomography camera.
Figure 7 is a block diagram showing the configuration of the sorting device of healthy seed or virus infected seed according to the present invention.
8 is a system configuration diagram of a sorting device of healthy seed or virus infected seed in accordance with the present invention.
9A shows a 90% interval of the normal probability distribution graph of healthy crunch seeds.
9B shows a 90% interval of a normal probability distribution graph of non-healthy scabbard seeds.
FIG. 10 shows RT-PCR results of healthy and non-healthy sesame seeds.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1. 광 간섭계를 이용한  1. Using optical interferometer 깊이 별Depth stars 광 산란 크기 측정 Light scattering size measurement

바이러스에 감염된 이병 종자와 건전 종자를 구별하기 위해, 광 간섭계인 OCDR (Optical Coherence Domain Reflectometry)을 이용하여 종자 내부의 깊이 별 광 산란 크기를 측정하였다. In order to distinguish between virus-infected diseased seeds and healthy seeds, optical scattering size by depth was measured using optical coherence domain reflectometry (OCDR).

구체적으로, 광 간섭계를 응용한 시간 영역 광 단층 촬영기 (Time Domain optical coherence tomography; 자체 제작, 축 방향 해상도 (Axial resolution): 5.4 m, 측 방향 해상도 (Lateral resolution): 14 m, Sample arm power: 5 mW) 기술을 이용하여, 종자 회사(농우바이오)로부터 지원을 받은 건전 참박 종자 10립과 비 건전 참박 종자 10립에 대한 깊이 별 광산란 크기를 측정을 수행하였다. 상기 광 단층 촬영기가 신호 처리 과정을 거쳐서 이미지로 구현되면, 진단 대상이 되는 참박 종자의 단층 이미지가 획득이 되게 된다. 이미지 구현은 생략이 가능하다. 획득된 광 단층 이미지에서 각 스캐닝 포인트 별로 광 단층 산란 크기를 프로파일을 획득하였다. 회득된 광 단층 산란 프로파일을 스캐닝 포인트 별로 구하여 평균값을 구한 후에, 깊이 별 광 단층 산란 크기를 합하여 평균 광 단층 산란 크기를 측정하였다. 측정된 광 단층 산란 크기의 평균값을 이용하여 건전한 참박 종자와 바이러스에 감염된 참박 종자를 비교하여 구별하였다.Specifically, Time Domain optical coherence tomography applied with an optical interferometer; self-made, axial resolution: 5.4 m, lateral resolution: 14 m, sample arm power: 5 mW) technology was used to measure the light scattering size by depth for 10 healthy bran seeds and 10 non-nutrition chard seeds supported by the seed company (Nongwoo Bio). When the optical tomography apparatus is implemented as an image through a signal processing process, a tomographic image of a scabbard seed to be diagnosed is obtained. Image implementation can be omitted. An optical tomographic scattering size profile was acquired for each scanning point in the obtained optical tomographic image. After the obtained optical tomographic scattering profile was obtained for each scanning point to obtain an average value, the average optical tomographic scattering size was measured by adding the optical tomographic scattering size by depth. The average value of the measured optical tomographic scattering size was used to distinguish between healthy and seed infected virus.

도 1은 건전 종자와 이병 종자의 깊이별 광 산란 프로파일을 같은 그래프에 그린 도면이다. 붉은색(Negative Seeds)의 프로파일은 건전 종자이고 파란색(Positive Seeds)의 프로파일은 이병 종자의 깊이별 광 단층 산란 크기를 나타낸다. 도 1에서 보는 바와 같이, 건전 종자와 이병 종자는 구분이 쉽게 가능하며, 오른쪽 그림은 확대하여 나타낸 것이다. 도 1의 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
1 is a diagram showing the light scattering profiles of healthy seeds and diseased seeds according to depth in the same graph. The red (Negative Seeds) profile is the healthy seed and the blue (Positive Seeds) profile represents the optical monolayer scattering size by depth of the diseased seeds. As shown in Figure 1, healthy seeds and diseased seeds can be easily distinguished, the right picture is shown enlarged. The results of FIG. 1 are summarized in Table 1 below.

Figure 112011063425882-pat00013
Figure 112011063425882-pat00013

상기 표 1은 측정된 깊이별 광 단층 산란 크기를 간단하게 더하여 획득한 수치 및 평균값을 보여준다. 평균적으로 건전 종자의 깊이별 광 단층 산란 크기는 약 31.7이며, 이병 종자의 깊이별 광 단층 산란 크기는 약 41.04이다. 즉, 이병 종자의 광 단층 산란 크기가 건전 종자와 비교하여 약 23% 정도 높은 것으로 확인되었다.Table 1 shows numerical values and average values obtained by simply adding the measured optical tomographic scattering size for each depth. On the average, the depth of optical tomographic scattering by the depth of healthy seeds is about 31.7, and the size of the optical monolayer scattering by the depth of diseased seeds is about 41.04. That is, it was confirmed that the optical tomographic scattering size of diseased seeds was about 23% higher than that of healthy seeds.

다음으로, 건전 종자와 이병 종자의 실제 현미경 이미지를 비교하였다. Next, real microscopic images of healthy and diseased seeds were compared.

도 2는 실험에 사용된 건전 참박 종자와 이병 참박 종자의 단면을 날카로운 칼로 절단하여 비교한 현미경 사진이다. 도 2에서, 건전 종자의 경우 종피에 구멍이 많이 뚫려 있는 것을 확인되었다. 이병 종자의 경우 종피에 구멍이 미세하게 존재하는 것을 확인되었다. 광 산란 단층 크기 실험 결과와 비교하여, 건전 종자의 경우 이병 종자에 비해서 넓은 구멍이 많이 존재하여 광 에너지가 종피에 입사 시 산란이 적게 된 것으로 예측할 수 있다. 이에 반해 이병 종자의 경우 건전 종자에 비해서 큰 구멍이 존재하지 않아서 광 에너지가 종피 입자에 많이 산란된 것으로 예측할 수 있다.
FIG. 2 is a micrograph comparing the cross sections of the healthy stalk seed and the diseased stalk seed used in the experiment with a sharp knife. In Figure 2, it was confirmed that a lot of holes in the seed for healthy seeds. In the case of diseased seeds, it was confirmed that there were minute pores in the epidermis. Compared with the results of light scattering fault size experiments, it can be predicted that the healthy seeds have a wider hole than the diseased seeds, so that light energy is less scattered upon incidence. On the other hand, it can be predicted that the light seed is scattered much in the seed particles because the diseased seeds do not have large pores compared to the healthy seeds.

실시예 2. 건전 종자와 비 건전 종자의 RT-PCR 검증Example 2 RT-PCR Verification of Healthy Seeds and Non-Healthy Seeds

실시예 1에서 참박 종자의 광 산란 크기를 측정한 후, RT-PCT 실험을 이용한 RNA 검출을 통하여 종자의 건전과 비 건전 여부를 검증하였으며, 검증 결과 각각 10립 모두 건건과 비 건전으로 확인되었다.After measuring the light scattering size of the sperm seed in Example 1, the integrity and non-healthiness of the seeds was verified by RNA detection using RT-PCT experiment, and each of the 10 grains was confirmed as healthy and non-healthy.

종자의 바이러스 감염 여부를 확인하기 위하여, CGMMV coat protein영역 일부와 movement protein 영역 일부를 증폭시키는 primer set인 CGMM-C60/CGMM-N30가 RT-PCR에 각각 이용되었다. 간섭 촬영 실험이 끝난 후에 촬영된 참박 종자를 대상으로 Total RNA를 추출하고 RT-PCR을 진행하였다. 막자사발에 실험에 이용된 참박 종자 1립과 Trizol(Invitrogen, USA) 1,000 μl을 첨가 하여 완전히 마쇄하였다. 마쇄액을 1.5 ml Tube에 넣고 15,000 rpm으로 10분간 원심분리 하였다. 상청액을 새로운 Tube로 옮기고 동량의 Chloroform을 첨가하여 교반한 뒤 15,000 rpm으로 10분간 원심분리 하였다. 상청액을 다시 새로운 Tube로 옮기고 동량의 2-propanol을 첨가하여 얼음위에서 10분간 정치 후 15,000 rpm에서 원심분리 한 후 상청액을 제거하고 침전물을 700 μl의 70% ethanol을 첨가하여 린스하였다. 침전물을 완전히 건조시킨 후 100 μl RNase free water에 용해하고 RT-PCR 주형으로 이용하였다. RT-PCR은 RT/PCR premix(Bioneer, Korea)를 이용하여 수행하였다. 종자의 Total RNA 0.5 μl과 CGMM-C60(10 pM/μl)(5'- AAT TAA GTA AAG TCC TGA CG - 3') 및 CGMM-N30(10 pM/μl)(5'- ATG GAA CGT ACC GGA ATC - 3')를 각각 0.5 μl을 넣고 RNase free water로 Total Volume을 20 μl로 조정하여 RT-PCR을 진행하였다. RT-PCR 조건은 42℃에서 60분간 역전사하여 cDNA를 합성하고 95℃에서 5분간 Pre-heating 후에 95℃ 45초, 55℃ 1분, 72℃ 1분 30초로 35회 증폭시켰으며, 추가로 72℃에서 5분간 반응하였다. RT-PCR 산물 중 2 μl을 0.7% agarose gel에서 전기영동하고 ethidium bromide에 염색한 후, UV transilluminator에서 검출 유무를 확인하였다.In order to confirm whether the seeds were infected with the virus, the primer set CGMM-C60 / CGMM-N30, which amplifies part of the CGMMV coat protein region and part of the movement protein region, was used for RT-PCR, respectively. After completion of the interference imaging experiment, total RNA was extracted from the shoot seeds and proceeded with RT-PCR. One mortar seed and 1,000 μl of Trizol (Invitrogen, USA) used in the experiment were completely ground in the mortar. The grinding solution was placed in a 1.5 ml tube and centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes. The supernatant was transferred to a new tube, stirred with the same amount of chloroform, and centrifuged at 15,000 rpm for 10 minutes. The supernatant was transferred back to a new tube, the same amount of 2-propanol was added and allowed to stand on ice for 10 minutes, followed by centrifugation at 15,000 rpm. The supernatant was removed and the precipitate was rinsed with 700 μl of 70% ethanol. The precipitate was completely dried and then dissolved in 100 μl RNase free water and used as RT-PCR template. RT-PCR was performed using RT / PCR premix (Bioneer, Korea). 0.5 μl of total RNA of seeds and CGMM-C60 (10 pM / μl) (5'- AAT TAA GTA AAG TCC TGA CG-3 ') and CGMM-N30 (10 pM / μl) (5'- ATG GAA CGT ACC GGA 0.5 μl of each ATC-3 ′) was added and RT-PCR was performed by adjusting the total volume to 20 μl with RNase free water. RT-PCR conditions were reverse-transcribed at 42 ° C. for 60 minutes to synthesize cDNA, and then amplified 35 times at 95 ° C. 45 seconds, 55 ° C. 1 minute, 72 ° C. 1 minute 30 seconds after pre-heating at 95 ° C. for 5 minutes. The reaction was carried out at 5 ° C for 5 minutes. 2 μl of the RT-PCR product was electrophoresed in 0.7% agarose gel and stained with ethidium bromide, and then detected by UV transilluminator.

도 10은 RT-PCR 산물을 전기영동한 결과이다. 도 10에서 같이, 건전 참박 종자에서는 목적한 DNA 단편이 증폭되지 않았고 병든(비건전) 참박 종자에서는 약 600 bp의 목적한 DNA 단편이 증폭되어 CGMMV에 감염된 것으로 확인할 수 있었다. Lane 1은 건전한 참박 종자의 RT-PCR 결과이다. Lane 1에서는 목적한 약 600 bp의 DNA 단편이 증폭되지 않아 CGMMV에 감염되지 않은 것을 알 수 있다. Lane 2는 CGMMV에 감염된 참박 종자의 RT-PCR 결과이다. 약 600 bp의 목적한 DNA 단편이 증폭되어 CGMMV에 감염된 것을 알 수 있다. Lane 3은 CGMMV에 감염되었다고 예상된 병든 참외종자에 대한 RT-PCR 결과로 Lane 2와 동일한 약 600 bp의 목적한 DNA 단편의 증폭을 확인할 수 있었다. 10 shows the results of electrophoresis of the RT-PCR product. As shown in FIG. 10, it was confirmed that the target DNA fragment was not amplified in healthy scavenging seeds, and about 600 bp of the desired DNA fragment was amplified and infected by CGMMV in diseased (non-healthy) stalk seeds. Lane 1 is the result of RT-PCR of healthy sorghum seeds. In Lane 1, the DNA fragment of about 600 bp was not amplified, indicating that it was not infected with CGMMV. Lane 2 is the result of RT-PCR of crab seeds infected with CGMMV. It can be seen that about 600 bp of the desired DNA fragment was amplified and infected with CGMMV. Lane 3 confirmed the amplification of the desired DNA fragment of about 600 bp, which is the same as Lane 2, as a result of RT-PCR of diseased melon seeds expected to be infected with CGMMV.

따라서 참박 종자는 광 간섭 단층 촬영기를 이용하여 촬영한 직후 Total RNA를 추출하고 RT-PCR 진행 후에 얻어진 PCR 산물을 통하여 바이러스 감염 여부를 확인하였다.
Therefore, the seed was extracted from total RNA immediately after the image was taken using optical coherence tomography, and the presence of viral infection was confirmed by PCR products obtained after RT-PCR.

Claims (8)

하기 단계들을 포함하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별방법:
a) 선별 대상 참박 종자의 깊이별 광 산란 프로파일을 얻는 단계;
b) 상기 획득된 프로파일로부터 종자의 평균 광 산란 값을 얻는 단계; 및
c) 상기 종자의 평균 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 높으면 바이러스 감염 종자로 판단하는 단계.
A method of screening healthy seed or virally infected seed containing the following steps:
a) obtaining a light scattering profile for each depth of the seed to be screened;
b) obtaining an average light scattering value of the seed from the obtained profile; And
c) determining the seed as a healthy seed if the average light scattering value of the seed is 20% or more lower than the average light scattering value of the virally infected seed. .
제 1항에 있어서, 상기 바이러스는 오이녹반모자이크 바이러스인 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1, wherein the virus is a cucumber nocturnal mosaic virus.
제 1항에 있어서, 상기 a)단계에서 광 산란 프로파일은 광학 단층 촬영기법(OCT: Optical Coherence Tomography)을 이용하여 A-Scan의 인텐서티 분석을 실시함으로써 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
The method of claim 1, wherein the light scattering profile is obtained by performing intensity analysis of A-Scan using optical coherence tomography (OCT).
제 1항에 있어서, 상기 c)단계에서 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값 또는 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값은 기지(旣知) 건전 종자들의 광 산란 값의 DB 또는 기지 바이러스 감염 종자들의 광 산란 값의 DB로부터 통계적으로 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
The method according to claim 1, wherein in step c), the average light scattering value of the healthy seed or the virally infected seed is the light scattering value of the known healthy seed or the DB of the known viral seed. And statistically calculated from the DB of scattering values.
제 4항에 있어서, 상기 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값은 29-36 범위이고 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값은 38-45 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
5. The method of claim 4, wherein the average light scattering value of the healthy seed is in the range of 29-36 and the average light scattering value of the virally infected seed is in the range of 38-45.
선별대상 참박 종자의 깊이별 광 산란 크기를 획득하기 위한 광학적 단층 촬영부;
상기 광학적 단층 촬영부로부터 출력된 신호를 처리하여 상기 참박 종자의 광 산란 프로파일을 획득하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 획득한 프로파일의 깊이별 산란 크기의 평균값을 구하여, 선별대상 참박 종자의 바이러스 감염 여부를 결정하는 데이터 분석부;를 포함하고,
상기 데이터 분석부는 신호 처리부에서 획득한 프로파일의 깊이별 산란 크기의 평균값을 계산하여, 종자의 평균 광 산란 값이 바이러스 감염 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 낮으면 건전 종자로 판단하고 건전 참박 종자의 평균 광 산란 값보다 20% 이상 높으면 바이러스 감염 종자로 판단하는 것을 특징으로 하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치.
An optical tomography unit for acquiring the light scattering size according to the depth of the seed to be selected;
A signal processing unit processing a signal output from the optical tomography unit to obtain a light scattering profile of the scabbard seed; And
And a data analyzer for determining whether or not a virus is infected by the selectable seed seeds by obtaining an average value of scattering size for each depth of the profile obtained by the signal processor.
The data analyzer calculates an average value of the scattering size for each depth of the profile obtained by the signal processor, and if the average light scattering value of the seed is less than 20% lower than the average light scattering value of the virus-infested seed, it is determined as a healthy seed. A screening device for healthy stalk seeds or virally infected stalk seeds, characterized in that it is determined to be a virus infected seed if it is 20% or more higher than the average light scattering value of the seed.
제 6항에 있어서, 상기 광학적 단층 촬영부는
광 에너지를 입사시켜 광 산란 에너지를 획득하기 위한 광대역 광원을 발생하는 광대역 광원;
제1~4 단자를 포함하고, 제1 단자를 통해 상기 광원으로부터 발생된 광을 입력받아, 두 개의 광으로 분배하여 제2 및 제3 단자로 출력하고, 상기 제2 및 제3 단자로부터 입력되는 광을 결합하여 제4 단자로 출력하는 광분배기;
상기 광분배기의 제2 단자에 연결되어, 상기 광분배기를 통해 전달된 상기 광원을 그대로 반사시키는 기준단;
상기 광분배기의 제3 단자에 연결되어, 상기 광분배기를 통해 전달된 상기 광원을 선별대상 참박 종자에 조사하여, 상기 선별대상 참박 종자에서 반사된 반사광을 출력하는 샘플단;
상기 광분배기의 제4 단자에 연결되어, 상기 광분배기에서 결합된 기준단의 반사광과 샘플단의 반사광의 결합 신호를 입력받아, 상기 두 반사광의 간섭 신호를 검출하여 전기 신호로 변환하여 출력하도록 + 입력단과 - 입력단을 갖는 평형 검출기로 구현되는 광검출기; 및
상기 광분배기에서 상기 광대역 광원으로 되돌아가는 광을 상기 광검출기의 - 입력단으로 전달하는 광서큘레이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치.
The method of claim 6, wherein the optical tomography unit
A broadband light source for generating a broadband light source for injecting light energy to obtain light scattering energy;
It includes a first to fourth terminal, receives the light generated from the light source through the first terminal, is divided into two light and output to the second and third terminals, and is input from the second and third terminals An optical splitter for coupling the light to the fourth terminal;
A reference terminal connected to the second terminal of the optical splitter and reflecting the light source transmitted through the optical splitter as it is;
A sample stage connected to the third terminal of the optical splitter and radiating the light source transmitted through the optical splitter to the target seed scab seed, and outputting the reflected light reflected from the seed target chop seed;
A signal coupled to a fourth terminal of the optical splitter and receiving a combined signal of the reflected light of the reference stage and the sampled stage coupled by the optical splitter, detecting the interference signal of the two reflected light, and converting the signal into an electrical signal for outputting; A photodetector implemented with a balanced detector having an input and an input; And
And an optical circulator for transmitting the light returned from the optical splitter to the broadband light source to the input terminal of the photodetector.
제 6항에 있어서, 상기 광학적 단층 촬영부는 시간 영역 광단층 촬영장치(time-domain optical coherence tomography) 또는 주파수 영역 광단층 촬영장치( Frequency-domain optical coherence tomography)인 것을 특징으로 하는 건전 참박 종자 또는 바이러스 감염 참박 종자의 선별장치.
7. The healthy sham seed or virus according to claim 6, wherein the optical tomography unit is a time-domain optical coherence tomography device or a frequency-domain optical coherence tomography device. Screening device for infected seed.
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