KR101799153B1 - 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 pcr 칩 - Google Patents

시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 pcr 칩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 관한 것이다. 본 발명에서 제안하고 있는 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 따르면, 칩 내부에 미세필터가 존재하여 식품 등으로부터 추출된 시료를 직접적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 자성 나노입자와 결합된 병원체를 농축시킴과 동시에 PCR 반응을 수행하여 병원체를 대량으로 증폭시킬 수 있는 바, 신속하고 효율적인 병원체 검출에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩 {PCR chip for preconcentration and detecting pathogen in sample}
본 발명은 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 관한 것이다.
오늘날 농식품 중 위해 물질 오염과 잦은 식중독 사고가 발생하고 있으며, 최근 10여 년간 세계적으로 증가하고 있는 추세이다. 이는 최근 환경 변화로 인해 계절에 관계없이 연중 식중독이 발생할 뿐만 아니라 농축산물 원료 및 가공식품의 수출입 자유화에 따른 국제간의 교류 확대 및 식생활 패턴 변화에 의한 단체 급식, 가공식품, 냉장 및 냉동식품, 즉석식품 등의 소비 증가에 따라 다발적인 집단 식중독 발생 증가가 주요 요인이다. 따라서 식중독 발생 증가와 함께 먹거리에 대한 국민들의 불안감은 고조되었으며, 건강한 삶의 영위를 위해 식품으로부터 오는 위해를 사전에 예방하고 피해를 최소화함으로써 식품으로부터의 안전을 확보하고자 하는 중요성이 높아지고 있다. 이에 따라 식품의 유통 전 가공/생산 공정에서 식중독균 오염을 조기에 신속하게 진단하여 식중독의 발생을 방지하고, 식중독 발생에 따른 사회적 비용을 절감시킬 수 있는 검출 방법에 대한 요구가 늘어나고 있다.
특히, 식중독을 일으키는 세균 또는 바이러스는 주로 육류, 낙농제품, 식수, 농식품 등 음식을 통하여 전파되므로 음식과 같은 시료에서 식중독 병원체의 존재 여부를 신속하고 경제적으로 확인할 수 있는 검출 방법이 요구된다. 식중독 병원체를 검출하기 위한 통상적 방법으로 선택적 배지에서 시료를 배양하여 식중독 병원체로 추측되는 세균 또는 바이러스를 분리한 후, 이를 생화학적 또는 면역학적 기법을 통해 확인하는 방법이 있으나, 상기의 검출방법은 민감도가 낮고, 민감도를 증폭시키기 위해서는 추가적인 농축 단계나 검출 시스템 등 여러 단계를 거쳐야하므로 검출 시간이 많이 소요 되며, 복잡한 추가 기기들로 인해 장소에 따른 제약을 가지고 있었다. 또한, 항체를 이용한 면역학적인 방법은 높은 정확도로 병원체의 검출이 가능하지만, 많은 양의 시료가 필요하고, 각 진단에 필요한 항체를 생산하기 위해서는 해당 병원체의 단백질 순화, 생산 또는 펩타이드 제작이 필수적이며, 높은 항체 생산 비용이 요구된다. 또한, 단백질의 특성상 보관과 이용상의 어려움이 많고, 한 번에 한 종류 또는 제한된 종류의 병원체 검출만이 가능한 바, 활용 면에서 제약이 존재하였다.
이러한 단점을 개선하기 위하여, PCR 방법을 이용한 각종 병원체 검출 키트들이 연구 개발되기 시작하였으며, PCR 방법을 이용한 검출 키트들은 높은 정확성과 간편성, 신속성 때문에 각종 분야에서 날로 그 수요가 증가하고 있다. 일례로서, 노로바아이러스 검출 RT-PCR 키트(한국 특허공개 번호 10-2015-0044109), 실시간 PCR을 이용한 미생물의 최단시간 검출 방법(한국 특허공개 번호 2014-0107013) 등 이에 대한 연구가 이루어지고 있으나(한국 특허공개번호 10-2014-0116339), 아직은 미비한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 자성 나노입자로 전 처리된 시료에서 상기 시료 내 자성 나노입자와 결합된 병원체를 고농도로 농축시킴과 동시에 증폭시킬 수 있는 PCR 칩을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 하우징부(100);
상기 하우징부(100) 내로 분석하고자 하는 시료를 공급하는 시료 공급부(200);
상기 하우징부(100)에 내설되어 공급된 시료를 농축하는 농축 챔버(300);
상기 농축 챔버(300)의 하부에 배치되어 농축된 시료를 수집함과 동시에 PCR 반응이 수행되는 PCR 반응 챔버(400);
상기 농축 챔버(300)의 상부에 배치되어 농축 챔버(300) 내 시료를 배출하는 시료 배출부(500); 및
상기 PCR 반응 챔버(400)와 연결되어 PCR 시료를 공급하는 PCR 시료 공급부(600)를 포함하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩을 제공한다.
바람직하게는, 상기 시료는 자성 나노입자로 전 처리될 수 있다.
바람직하게는, 상기 시료 공급부(200)는,
상기 시료를 주입하기 위한 시료 주입부(210);
상기 시료주입부(210)와 연결되어 상기 농축 챔버(300)로 시료가 이동하는 공간을 제공하는 시료 이동부(220)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 농축 챔버(300)는, 상광하협의 형상을 갖는 것일 수 있다.
바람직하게는, 상기 PCR 칩은,
시료 공급부(200)에 배치되어 시료 내 불순물을 제거하는 시료 필터부(700)를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 PCR 칩은,
PCR 반응챔버(400) 하부에 배치되어 시료에 자성을 인가하는 자석(800)을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 PCR 칩은,
폴리스티렌(polystyrene), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명은 상기 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 시료를 주입하는 단계를 포함하는, 병원체 검출방법을 제공한다.
본 발명에서 제안하고 있는 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 따르면, 칩 내부에 미세필터가 존재하여 식품 등으로부터 추출된 시료를 직접적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 자성 나노입자와 결합된 병원체를 농축시킴과 동시에 PCR 반응을 수행하여 병원체를 대량으로 증폭시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 농축 및 검출 시스템이 분리되었던 종래 검출 방법 또는 장차와 달리 상기의 과정들을 일원화시킴으로써, 시료 이동 과정 중 생기는 오염의 위험성을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 병원체 검출을 위한 시료의 양을 1/1000 가량 감소시킬수 있으므로 신속하고 효율적인 병원체 검출에 이용될 수 있을 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 이용한 농축 및 PCR 반응을 통한 검출 과정을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 윗면(4a), 아랫면(4b), 정면(4c), 및 옆면(4d) 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 통해서 자성 나노입자와 결합된 대장균을 농축시킨 상태를 나타낸 사진이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 통해서 온칩 중합효소 반응을 진행한 후의 상태를 나타낸 사진이다.
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 이용하여 대장균 샘플(103 개/ml)을 농축 및 검출한 결과를 전기영동을 통하여 확인한 결과이다.
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 대장균 샘플(103 개/ml)의 농축 및 검출 효율을 나타낸 결과이다.
도 9a는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 이용하여 대장균 샘플(102 개/ml)을 농축 및 검출한 결과를 전기영동을 통하여 확인한 결과이다.
도 9b는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 대장균 샘플(102 개/ml)의 농축 및 검출 효율을 나타낸 결과이다.
도 10a는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 이용하여 대장균 샘플(101 개/ml)을 농축 및 검출한 결과를 전기영동을 통하여 확인한 결과이다.
도 10b는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 대장균 샘플(101 개/ml)의 농축 및 검출 효율을 나타낸 결과이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결' 되어있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결' 되어있는 경우 뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결' 되어있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)은 하우징부(100), 시료 공급부(200), 농축 챔버(300), PCR 반응 챔버(400), 시료 배출부(500), 및 PCR 시료 공급부(600)를 포함하여 구성될 수 있고, 시료 필터부(700) 및 자석(800)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 채택함으로써, 식품 등으로부터 추출된 시료를 직접적으로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 자성 나노입자와 결합된 병원체를 농축시킴과 동시에 PCR 반응을 수행하여 병원체를 대량으로 증폭시킴으로써, 신속하고 효율적인 병원체 검출이 이루어질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 구성하는 각각의 구성요소에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
하우징부(100)는 자성 나노입자와 결합된 병원체를 농축 및 검출을 위한 하기의 구성들을 수용하고, 외부의 충격으로부터 이들을 보호하기 위한 구성으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 직육면체 형태로 제조될 수 있으며, 바람직하게는 9~12cm의 가로 × 4~7 cm의 세로 × 2~5cm의 높이로 제조될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 9 cm의 가로 × 4 cm의 세로× 2cm의 높이로 제조될 수 있다.
시료 공급부(200)는 본 발명의 일실시예에 따른 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)에 분석할 대상 시료를 공급하기 위한 구성으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 시료를 주입하기 위한 시료 주입부(210), 상기 시료 주입부(210)와 연결되어 하기 농축 챔버(300)로 시료가 이동하는 공간을 제공하는 시료 이동부(220)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 시료 주입부(210)로 주입되는 시료는 검출하고자 하는 병원체와 자성 나노입자를 결합시키기 위하여 자성 나노입자로 전 처리한 후, 주사펌프(syringe pump) 등과 같은 기기를 이용하여 주입할 수 있다.
농축 챔버(300)는 상기 시료 공급부(200)로 주입된 자성 나노입자와 결합된 병원체를 농축시키기 위한 구성으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 병원체의 농축 효율을 높이기 위하여 상광하협의 형상으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 농축 챔버(300) 내 인가되는 자성에 의해 자성 나노입자와 결합한 병원체를 농축 챔버(300)의 하부로 이동시키며, 상기 상광하협 구조적 특성상 하부로 이동할수록 농축 챔버(300) 내 단위 면적이 감소하게 되는 바, 농축 챔버의 말단에 자성 나노입자와 결합된 병원체가 고농도로 존재할 수 있다.
PCR 반응 챔버(400)는 상기 농축 챔버에서 농축된 자성 나노입자와 결합된 병원체를 수집하고 동시에 PCR 반응이 수행되는 공간으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 농축 챔버의 하부에 배치될 수 있다. 상기 PCR 반응 챔버(400)에서는, PCR 반응을 통해 상기 농축된 병원균을 다시 대량으로 증폭시킴으로써, 식품 등으로부터 추출된 시료 내에서의 병원체 검출의 민감도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 검출에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
시료 배출부(500)은 상기 농축 챔버(300) 내 자성 나노입자와 결합하지 않은 시료를 배출하기 위한 구성으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 농축 챔버(300)의 상부에 배치될 수 있다.
PCR 시료 공급부(600)는 상기 PCR 반응 챔버(400)에 PCR 시료를 공급하는 구성으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, PCR 반응 챔버(400)에만 직접적으로 연결되어 있을 수 있다. 즉, 시료공급부(200) 및 농축 챔버(300)와는 별개로 PCR 반응 챔버로 PCR 시료가 공급될 수 있는 통로를 형성할 수 있다. 상기 PCR 시료는 PCR 반응에 필수적인 시료로서, 병원체 특이적인 프라이머, Taq polymerase 등 일 수 있다.
시료 필터부(700)는 시료 내 불순물을 제거하기 위한 구성으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 시료 공급부(200), 보다 구체적으로 시료 이동부(220) 내에 배치되어 있을 수 있다. 상기 시료 필터부(700)는 미세 원기둥으로 이루어져 있으며, 시료 주입부(210)에서 농축 챔버(300)로 이동할수록 미세 원기둥을 조밀하게 배치하여 불순물 제거 효율을 높일 수 있으며, 이를 통하여, 식품 등으로부터 추출된 시료를 별도의 정제 과정 없이 이용할 수 있다.
자석(800)은 상기 농축 챔버(300) 내 자성 나노입자와 결합된 병원체에 자성을 인가하기 위한 구성으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, PCR 반응 챔버 하부에 배치되어 있을 수 있다. 이와 같은 구성을 통하여 자성 나노입자와 결합된 병원체를 농축 챔버(300)의 하부로 이동시킬 수 있으며, 궁극적으로 PCR 반응 챔버(400) 내로 이동시킨다.
시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩(10)을 이용한 농축 및 PCR 반응을 통한 검출 과정을 개략적으로 나타낸 도이다. 구체적으로, 분석 대상 시료를 자성 나노입자로 전 처리한 후, 시료 공급부(200) 내 시료 주입부(210)를 통하여 주입하며, 상기 시료는 시료 이동부(220)를 거쳐 농축 챔버(300)로 이동한다. 이때, 시료 이동부(220)에 배치된 시료 필터부(700)는 시료 내에 혼입되어 있는 불순물을 제거하는 역할을 수행한다. 한편, 농축 챔버(300) 내 자성 나노입자는 PCR 반응 챔버(400) 하부에 배치된 자석(700)으로부터 인가되는 자성에 의하여 농축 챔버(300) 하부로 이동하게 되며, 농축 챔버의 상광하협의 구조적 특성상 하부로 이동할수록 고농도로 농축된다. 또한, 분석 대상 시료를 지속적으로 주입할수록 자성 나노입자와 결합된 병원체는 고농도로 농축되며, 자성 나노입자와 결합되지 않은 시료들은 주입되는 유압에 의하여 시료 배출부(500)를 통해 배출되게 된다. 농축 챔버의 자성 나노입자와 결합된 병원체는 궁극적으로 PCR 반응 챔버에 고농도로 존재하게 되며, 상기 농축 챔버와 별개의 통로로 이루어진 PCR 시료 공급부로 PCR 시료를 주입이 가능하므로 PCR 반응 챔버 내에서 PCR 반응을 진행할 수 있다.
이에, 본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 (a) 자성 나노입자로 시료를 전 처리하는 단계; (b) 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 전 처리된 시료를 주입하는 단계; 및 (c) PCR 시료 공급부(600)에 PCR 시료를 주입하여 PCR 반응을 진행하는 단계를 포함하는, 병원체 검출방법을 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩의 제조
본 실시예에서는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩을 제조하였으며, 상기 PCR 칩의 제조를 위한 세부적인 구성을 도 4에 나타내었다. 구체적으로, 시료 공급부(200), 시료 배출부(500), PCR 시료 공급부(600) 및 시료 필터부(700)을 포함하는 제1판(A), 농축 챔버(300) 및 PCR 시료 공급부(600)를 포함하는 제2판(B), PCR 반응 챔버(400) 및 PCR 시료 공급부(600)를 포함하는 제3판(C)을 각각 제조한 후, 상기 판들을 O2 플라즈마 기기를 이용하여 접합시킴으로써, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩을 제조하였다.
도 5에 나타낸 바와 같이, O2 플라즈마 기기를 이용한 접합에 의해 제조된 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩의 윗면(4a 참조), 아랫면(4b 참조), 정면(4c 참조), 및 옆면(4d 참조)을 육안으로 확인하였다.
실시예 2. 농축 및 검출 효율 증진효과 확인
본 실시예에서는, 상기 실시예 1에서 제조된 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩의 농축 및 검출 효율 증진효과를 확인하고자 하였다. 대장균에 면역 자성 나노입자를 전 처리한 샘플을 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에 주입하고, 농축시켰다. 검출의 민감도를 확인하기 위하여 103 개/ml, 102 개/ml, 또는 101 개/ml의 대장균이 포함된 샘플을 준비하였다. 병원체를 농축시킨 뒤 약 94℃로 가열하여 시료 내 DNA를 변성시킨 후, 대장균 검출을 위한 프라이머 (약 55℃) 및 Taq polymerase (72℃)를 순차적으로 주입하여 PCR 반응을 진행하였다. 이후, 젤 전기영동을 실시하여 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩에서의 농축 효율을 비교하였다. 대조군으로는 대장균이 포함된 샘플을 별도의 농축 과정 없이 PCR 반응만을 진행한 경우로 설정하였다.
그 결과, 도 6 내지 7에 나타낸 바와 같이, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩 내에서 자성 나노입자가 농축되어 있음을 확인하였으며, 상기 PCR 반응 챔버 내에서 PCR 반응이 원활하게 진행될 수 있음을 확인하였다.
또한, 도 8 내지 10에 나타낸 바와 같이, 대조군과 비교하여 103 개/ml의 대장균이 포함된 샘플에서는 약 83%, 102 개/ml의 대장균이 포함된 샘플에서는 약 88.1%, 101 개/ml의 대장균이 포함된 샘플에서는 약 96.1% 농축 효율이 증진됨을 확인하였으며, 103 개/ml의 대장균 뿐만 아니라, 101 개/ml의 대장균이 포함된 샘플에서도 검출할 수 있음을 확인하였다.
상기 결과는, 실시예 1에서 제조된 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩을 이용하여 시료 내 병원체를 농축 및 증폭시킴으로써, 우수한 검출 효능을 나타냄을 나타낸다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10 : 본 발명의 일실시예에 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩
100 : 하우징부 200 : 시료 공급부
210 : 시료 주입부 220 : 시료 이동부
300 : 농축 챔버 400 : PCR 반응 챔버
500 : 시료 배출부 600 : PCR 시료 공급부
700 : 시료 필터부 800 : 자석

Claims (7)

  1. 하우징부(100);
    상기 하우징부(100) 내로 분석하고자 하는 시료를 공급하는 시료 공급부(200);
    상기 하우징부(100)에 내설되어 공급된 시료를 농축하는 상광하협의 형상을 갖는 농축 챔버(300);
    상기 농축 챔버(300)의 하부에 배치되어 농축된 시료를 수집함과 동시에 PCR 반응이 수행되는 PCR 반응 챔버(400);
    상기 농축 챔버(300)의 상부에 배치되어 농축 챔버(300) 내 시료를 배출하는 시료 배출부(500); 및
    상기 PCR 반응 챔버(400)와 연결되어 PCR 시료를 공급하는 PCR 시료 공급부(600)를 포함하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 시료는,
    자성 나노입자로 전 처리된 것을 특징으로 하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 시료 공급부(200)는,
    상기 시료를 주입하기 위한 시료 주입부(210);
    상기 시료주입부(210)와 연결되어 상기 농축 챔버(300)로 시료가 이동하는 공간을 제공하는 시료 이동부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 PCR 칩은,
    시료 공급부(200)에 배치되어 시료 내 불순물을 제거하는 시료 필터부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 PCR 칩은,
    PCR 반응 챔버(400) 하부에 배치되어 시료에 자성을 인가하는 자석(800)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 PCR 칩은,
    폴리스티렌(polystyrene), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene Terephthalate), 폴리에틸렌에테르프탈레이트(polyethylene ether phthalate), 폴리에틸렌프탈레이트(polyethylene phthalate), 폴리부틸렌프탈레이트(polybuthylene phthalate), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르이미드(polyether imide), 폴리에테르술폰(polyether sulfone), 폴리에테르에테르케톤(Polyetheretherketone) 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 시료 내 병원체의 농축 및 검출 겸용 PCR 칩.
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