KR102237035B1 - 여과액을 이용한 곰팡이 검출용 전기화학센서 - Google Patents

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최혜원
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Abstract

상기 곰팡이 용액을 필터로 여과하여 상기 곰팡이 용액으로부터 상기 곰팡이 본체를 제거하여 여과 용액을 형성하는 단계 및 상기 곰팡이와 선택적으로 반응하는 곰팡이 항체가 고정된 디바이스와 상기 여과 용액을 반응시킨 후 전기화학 신호를 측정하는 단계를 포함하는 곰팡이 검출 방법에 관한 것이다.

Description

여과액을 이용한 곰팡이 검출용 전기화학센서{ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR DETECTING FUNGI FROM FILTRATE}
본 발명은 전기화학 측정법을 이용하여 곰팡이 여과 용액으로부터 곰팡이를 검출하는 방법에 관한 것이다.
곰팡이는 인체 또는 식물에 급성/만성 질병을 일으키는 원인이므로 낮은 농도까지 검출 가능한 민감한 센서가 필요하다.
기존에 연구된 FET 소자를 이용하여 곰팡이를 검출하는 방법은 매우 낮은 농도의 타겟 검출이 가능하지만, 소자의 제작이 까다로우며 비용이 많이 든다. 그뿐만 아니라 센서가 타겟 물질 이외의 외부 환경적 요인에도 매우 민감하므로 곰팡이를 제외한 다른 물질에 의해 신호가 변화한다는 문제점이 있다.
곰팡이 검출과 관련된 특허는 PCR 또는 배양 방법이 대부분이다. PCR을 이용하여 증폭하면 낮은 검출 한계를 얻지만, 분석자의 높은 기술력과 고가의 장비를 필요로 하며 살아있는 곰팡이와 죽은 곰팡이를 분간할 수 없다. 배양 방법도 분석자의 높은 전문성이 필요하고, 검출에 소요되는 시간이 길다는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 전기화학 방법을 이용하여 곰팡이를 검출하는 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적을 위한 곰팡이 검출하는 방법은, 곰팡이 용액을 필터로 여과하여 여과 용액을 형성하는 단계 및 상기 곰팡이 용액의 곰팡이와 결합하는 곰팡이 항체가 고정된 디바이스에 상기 여과 용액을 반응시켜 전기화학 신호를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 곰팡이 검출 방법은 곰팡이 용액을 필터로 여과하기 전에 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 디바이스에는 신호생성 물질로서 Ferricyanide(Ⅲ) 용액 및 Ferricyanide(Ⅲ)/Ferrocyanide(Ⅱ) 용액 중 어느 하나를 첨가할 수 있다.
상기 곰팡이 용액 및 상기 여과 용액에서 용매는 PBS(phosphate-buffered saline) 용액일 수 있다.
상기 여과 용액은 상기 항체와 선택적으로 반응하는 곰팡이 유래 물질을 포함할 수 있고, 상기 곰팡이 유래 물질은 A.niger 특이 항체의 항원일 수 있다.
상기 필터의 여과가능 크기는 상기 곰팡이의 크기보다 작은 것일 수 있다.
상기 여과 용액은 상기 곰팡이 용액에서 상기 곰팡이 본체 및 이물질이 제거된 것일 수 있다.
상기의 전기화학 신호는 전류 신호일 수 있다.
상기의 전기화학 신호는 임피던스 신호일 수 있다.
본 발명은 곰팡이 용액을 필터로 여과함으로써, 시료에 존재할 수 있는 먼지나 이물질 등의 검출 방해 요인을 제거한 후 곰팡이를 검출하는 센서에 관한 것이다. 또한 전기화학 장치를 사용하여 높은 기술력이 필요하지 않아 사용하기 편리하며, 짧은 시간 내에 검출할 수 있다는 장점으로 상용화할 수 있다. 또한 곰팡이 검출에 사용하는 디바이스는 포토리소그래피(photolithography) 방법을 이용하므로 저렴한 비용으로 대량 생산이 가능하여 시제품 개발에 유리하다.
본 방법은 항원-항체 반응을 이용하기 때문에 다양한 곰팡이에 적용 가능하고 검출방법이 간단하므로, 곰팡이가 존재하는 환경에서 실시간으로 곰팡이를 검출할 수 있는 센서 개발에도 적용이 가능하다.
도 1은 Cyclic Voltammetry(CV)를 이용한 전기화학 신호 측정 [곰팡이 용액 반응 전(검은 선)과 반응 후(빨간 선)] 및 전류 감소량 계산 방법이다.
도 2는 상기 CV, EIS에 사용되는 디바이스이다.
도 3은 곰팡이 용액 여과 과정의 모식도이다.
도 4는 용액의 농도에 따른 전류 변화 그래프로 (a)곰팡이 용액 (b)여과 용액을 나타낸다.
도 5은 EIS(Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 이용한 전기화학 신호 측정 [곰팡이 용액 반응 전(검은 선)과 반응 후(빨간 선)] 및 임피던스 증가량 계산 방법이다.
도 6은 용액의 농도에 따른 임피던스 변화 그래프로 (a)곰팡이 용액 (b)여과 용액을 나타낸다.
도 7은 항원-항체 반응을 확인하기 위한 Western blot 진행결과로 (A)곰팡이 용액 (B)여과 용액을 이용한 전기영동 결과를 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에서 곰팡이 본체 또는 곰팡이 유래 물질이 아닌 단순히 곰팡이라고 기재된 것은 곰팡이 본체와 곰팡이 유래 물질을 모두 포함하는 개념이다.
본 발명의 곰팡이 검출 방법은, 곰팡이를 함유하는 용액(곰팡이 용액)을 필터로 여과하여 상기 곰팡이 용액으로부터 곰팡이 본체를 제거하여 여과 용액을 형성하는 단계, 및 곰팡이 본체 및 곰팡이에서 유래된 물질(곰팡이 유래 물질)과 선택적으로 반응하는 항체가 고정된 디바이스에 상기 여과 용액을 반응시킨 후 전기화학 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 여기에서 상기 디바이스는 전기화학측정법을 수행하기 위한 디바이스일 수 있으며, 바람직하게는 Cyclic voltammetry(CV), Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS)를 수행하기 위한 디바이스일 수 있다.
상기의 곰팡이 검출 방법은 곰팡이 용액을 필터로 여과하기 전에 교반하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 디바이스에는 신호생성 물질로서 전기화학적 활성을 가진 물질이 첨가될 수 있고, 신호생성 물질은 Ferricyanide(Ⅲ)(C6N6FeK3) 및 Ferricyanide(Ⅲ)/Ferrocyanide(Ⅱ)(C6N6FeK3)/(C6N6FeK4) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기에서 상기 신호생성 물질의 농도는 약 3mM-7mM일 수 있으며, 바람직하게는 약 5mM일 수 있다. 또한 상기 신호생성 물질을 포함하는 용액의 용매는 약 0.1M KCl 용액일 수 있다.
상기 곰팡이 용액은 곰팡이를 포집하여 용매에 넣어 제조한 용액이다. 상기 곰팡이 용액에는 곰팡이 본체, 곰팡이 유래 물질 및 그 외 이물질을 포함할 수 있다. 상기 곰팡이 용액을 필터로 여과하기 전에 교반하는 단계를 거치면, 용액 내에서 상기 곰팡이 용액에 존재하는 물질들이 더 균일하게 분산될 수 있다.
상기 곰팡이 용액 및 상기 여과 용액에서 용매는 PBS(phosphate buffer saline) 용액일 수 있다. 여기에서 상기 PBS 용액의 농도는 약 0.005M-0.015M일 수 있으며, 바람직하게는 약 0.01M일 수 있다. 상기 PBS는 상기 곰팡이 유래물질과 상기 항체와의 반응에 영향을 주지 않기 때문에, 상기 여과 용액을 상기 디바이스에 떨어뜨리기 전의 단계는 상기 PBS에서 진행될 수 있다.
상기 여과 용액은 상기 항체와 선택적으로 반응하는 곰팡이 유래 물질을 포함할 수 있고, 상기 곰팡이 유래 물질은 A.niger(Aspergillus niger) 특이 항체의 항원일 수 있다. 상기 곰팡이 유래 물질은 상기 곰팡이가 A.niger인 경우, A.niger가 분비하는 다양한 종류의 물질일 수 있으며, 예를 들어 Malfomin synthetase mlfA, Enniatin synthetase, Non-reducing polydetide synthase epaA, Non-reducing polydetide synthase azaA 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 항체는 상기 항체와 반응하는 곰팡이를 선택적으로 검지하기 위한 것일 수 있다.
상기 필터의 여과 가능 크기는 상기 곰팡이 본체의 크기보다 작은 것일 수 있다. 상기 여과 용액은 상기 곰팡이 용액을 상기 필터를 통과시켜 얻을 수 있다.
상기 여과 용액은 상기 곰팡이 용액에서 상기 곰팡이 본체 및 이물질이 제거된 것일 수 있다. 따라서 상기 여과 용액에는 상기 곰팡이 유래 물질만 있는 용액일 수 있다. 상기 곰팡이 유래 물질은 상기 곰팡이 본체의 양과 비례하여 존재할 수 있으며, 따라서 상기 곰팡이 유래 물질을 통해 상기 곰팡이의 농도를 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 곰팡이를 검출하기 위하여 복잡한 여과장치를 도입하지 않고, 필터로 간단히 여과한 용액을 검출에 사용할 수 있다.
또한 필터를 이용하므로 생활환경에 존재하는 먼지, 다른 이물질 등 검출 방해 요인을 제거 할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 전기화학 장치를 사용하여 높은 기술력이 필요하지 않아 사용하기 편리하며, 짧은 시간 내에 검출할 수 있다는 장점으로 상용화할 수 있다. 또한 곰팡이 검출에 사용하는 디바이스는 저렴한 비용으로 대량 생산이 가능하여 시제품 개발에 유리할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 항원-항체 반응을 이용하므로 항체의 종류를 다르게 하여 다른 종류의 곰팡이의 검출에 적용할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 곰팡이가 존재하는 환경에서 실시간으로 검출할 수 있는 곰팡이 센서 개발에도 적용할 수 있다.
아래는 본 발명의 실시예들에 따라 실험을 수행하는 과정 및 그에 따른 실험 결과이다.
실시예 1
Cyclic voltammetry로 곰팡이가 디바이스에 반응하기 전과 후의 전류의 변화량을 측정하였다. 도 1은 실시예 1에 따른 곰팡이 용액의 전류 측정 결과이며, 도 4는 곰팡이 용액 및 여과 용액에 대하여 농도에 따른 전류 변화를 나타내는 그래프이다. 실시예 1은 -0.2 내지 0.6V 범위의 전압을 0.1 V/s의 scan rate 속도로 측정되었다. 또한 사용된 디바이스는 2㎛의 갭을 가지는 디바이스를 사용하였고, 사용된 디바이스는 도 2에 나타냈다. 상기 갭은 도 2의 3번째 그림에서 어두운 영역이다.
(1) 디바이스 준비
아세톤(acetone), 에탄올(ethanol), DI water로 디바이스를 세척하고, 0.1M의 KCl 중의 5mM Ferricyanide(Ⅲ) 용액을 이용하여 Cyclic Voltammetry 로 전류를 측정하였다. 신호 측정 후, O2 플라즈마를 10분 동안 처리하여 SiO2의 표면에 -OH 그룹을 도입하였다. 디바이스를 에탄올, 아세트산(acetic acid), APTES[(3-aminopropyl)triethoxysilane] 용액에 담그고 1시간동안 반응시킨 다음 에탄올로 세척하였다.
(2) SiO2 표면 개질(곰팡이 항체 고정화 및 비특이적 결합 최소화)
S-NHS(N-hydroxysulfosuccinimide sodium salt)와 EDC[N-(3-dimethylaminopropyl)-N’-ethylcarbodiimide hydrochloride]를 부피비 1:1로 혼합하였다. 상기 혼합한 용액과 PBS에 희석한 곰팡이 항체 용액 10㎍/mL을 부피비 1:99로 혼합하였다. 곰팡이 항체 용액을 상기 (1)의 표면 개질한 디바이스의 갭 영역에 37℃에서 1시간 반응시켰다. 이 때 용액이 마르지 않도록 하였다. 반응이 끝난 디바이스를 PBS buffer로 세척한 다음, BSA(Bovine Serum Albumin)를 갭 영역에 37℃에서 10분 동안 반응시켜 항원의 비특이적 결합을 최소화하였다.
(3) 곰팡이 용액 및 여과 용액 준비
곰팡이 용액을 PBS buffer로 농도별로 희석한 다음 각 농도별 곰팡이 용액을 1.2㎛크기의 필터를 이용하여 여과하였다. 도 3은 곰팡이 용액을 필터를 이용해 여과하는 과정을 나타낸 모식도이다.
(4) 곰팡이 용액 및 여과 용액 반응
항체가 고정된 상기 디바이스에 곰팡이 용액 또는 여과 용액을 37℃에서 30분 동안 반응시켰다. DI water로 디바이스를 세척하여 항체와 반응하지 않은 물질을 제거한 후 0.1M의 KCl 중의 5mM Ferricyanide(Ⅲ) 용액을 첨가하여 전류를 측정하였다.
(5) 실험결과
도 1에서는, 본 실시예 1의 곰팡이 용액 반응 전/후의 전류량을 측정한 것이다. 검정색 선은 곰팡이 용액 반응 전의 전류량을 측정한 것이며, 상기 (2) 단계 후 Ferricyanide 용액의 전류를 측정한 것이다. 빨간색 선은 곰팡이 용액 반응 후의 전류량을 측정한 것이며, 상기 (4) 단계에서 곰팡이 용액과 반응한 항체가 고정된 디바이스를 Ferricyanide 용액을 통해 전류량을 측정한 것이다. 곰팡이 용액 반응 전/후의 전류 변화는 다음과 같은 반응식에 의한다.
[식 1]
Figure 112019104402218-pat00001
상기 실험에서 상기 곰팡이 용액 반응 전에 비하여 상기 곰팡이 용액 반응 후에 상기 디바이스의 전류량이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 이는 전류가 전자 전달 반응의 정도에 의존하기 때문이고, 여기에서는 상기 곰팡이 용액 또는 상기 여과 용액에 존재하는 물질이 전자전달 반응의 저해요인이다. 따라서 상기 디바이스의 갭 영역에 고정된 상기 항체와 상기 곰팡이 용액에 존재하는 물질과의 결합으로 인해 전류량이 감소하고, 그 감소량의 분석을 통해 곰팡이의 정량이 가능함을 확인할 수 있다.
도 4에서는, 곰팡이 용액 뿐 아니라 곰팡이 용액에서 곰팡이 본체 및 이물질이 제거된 여과 용액에서도 곰팡이 용액에서와 같이 농도에 따라 전류 변화가 있는 것이 나타난다. 따라서 곰팡이 본체가 없이 곰팡이 유래 물질 만으로도 곰팡이 농도를 측정할 수 있음을 뒷받침한다.
실시예 2
Electrochemical Impedance Spectroscopy(EIS)로 곰팡이가 디바이스에 반응하기 전과 후의 임피던스의 변화량을 측정하였다. 도 5은 실시예 2에 따른 곰팡이 용액의 임피던스 측정 결과이며, 도 6는 곰팡이 용액 및 여과 용액에 대하여 농도에 따른 임피던스 변화를 나타내는 그래프이다. 실시예 2은 1Hz에서 100 kHz 범위의 주파수를 변화시키면서 측정되었다. 사용한 디바이스는 실시예 1의 디바이스와 동일한 것이다(도2).
(1) EIS 측정
상기 실시예 1의 (1) 내지 (4) 단계에서 신호 생성물질을 5mM의 Ferricyanide(Ⅲ)/Ferrocyanide(Ⅱ) 용액으로 변경하고 나머지 과정은 동일하게 하여 EIS를 측정하였다.
(2) 실험결과
도 5에서는, 본 실시예 2의 곰팡이 용액 반응 전/후의 임피던스를 측정한 것이다. 검정색 선은 곰팡이 용액 반응 전의 임피던스를 측정한 것이며, 상기 실시예 1에서 (2) 단계 후 Ferricyanide/Ferrocyanide 용액의 임피던스를 측정한 것이다. 빨간색 선은 곰팡이 용액 반응 후의 임피던스를 측정한 것이며, 상기 실시예 1의 (4) 단계에서 곰팡이 용액과 반응한 항체가 고정된 디바이스를 Ferricyanide/Ferrocyanide 용액을 통해 임피던스를 측정한 것이다. 곰팡이 용액 반응 전/후의 임피던스 변화는 다음과 같은 반응식에 의한다.
[식 2]
Figure 112019104402218-pat00002
상기 실험에서 상기 곰팡이 용액 반응 전에 비하여 상기 곰팡이 용액 반응 후에 상기 디바이스의 임피던스가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는 임피던스가 전자 전달 반응의 정도에 의존하기 때문이고, 여기에서는 상기 곰팡이 용액 또는 상기 여과 용액에 존재하는 물질이 전자전달 반응의 저해요인이다. 따라서 상기 디바이스의 갭 영역에 고정된 상기 항체와 상기 곰팡이 용액에 존재하는 물질과의 결합으로 인해 임피던스가 증가하고, 그 증가량의 분석을 통해 곰팡이의 정량이 가능함을 확인할 수 있다.
도 6에서는 곰팡이 용액에서 곰팡이 본체 및 이물질이 제거된 여과 용액(b)에서도 곰팡이 용액(a)에서와 같이 농도에 따라 임피던스 변화가 있는 것을 확인할 수 있다. 따라서 곰팡이 본체가 없이 곰팡이 유래 물질 만으로도 곰팡이 농도를 측정할 수 있음을 뒷받침한다.
실시예 3
본 실시예에서 A. niger 곰팡이(Aspergillus niger)를 사용하여 곰팡이 용액을 제작하였다. 곰팡이 용액에는 A. niger 곰팡이 본체, A. niger 유래 물질 및 주변 환경으로부터 유입된 물질이 공존하고 있기 때문에, A. niger 유래 물질과 A. niger 특이 항체의 항원-항체 반응을 확인하기 위한 실험으로 Western blot을 수행하였다. 여기에서 상기 A. niger에서 유래한 물질은 상기 A. niger 특이 항체와 선택적으로 항원-항체 반응을 하는 물질을 의미한다. 도 7은 상기 실험 결과이다.
(1) 실험 결과 (A)
lane 2는 항체만 존재하고 곰팡이 용액이 존재하지 않는 경우로, 세척하는 과정에서 모두 씻겨 내려가기 때문에 아무런 띠(band)가 나타나지 않았다. lane 3은 항체와 필터로 여과하지 않은 곰팡이 용액을 사용한 경우로, 다양한 크기의 단백질이 항체와 결합하고 있다는 것을 확인할 수 있다.
(2) 실험결과 (B)
lane 2 및 3은 곰팡이 용액에서 곰팡이 본체 및 이물질들을 1.2㎛ 필터로 여과한 용액을 각각 20 ㎕, 75 ㎕ 사용한 경우이다. lane 2 및 3의 전기영동 결과는 실험결과 (A)의 lane 3과 비교하여 특정 영역에 띠가 나타난 것(75~100 kDa)을 확인할 수 있고, 이는 여과 용액에 곰팡이 유래 물질만 남아 항체와 결합한 것을 의미한다. lane 3의 띠가 lane 2보다 진하게 보이는 것으로 인해 여과 용액의 양이 증가할수록 곰팡이 유래물질의 양 또한 많이 포함되어 있는 것을 알 수 있다. 이와 같은 실험 결과로 인해 곰팡이 용액을 필터로 여과하여 곰팡이 본체를 제거하고도 곰팡이 유래 물질만으로 곰팡이의 농도를 측정할 수 있고, 오히려 이물질들이 제거되어 더 정확한 농도를 측정할 수 있는 것을 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. 곰팡이 본체 및 상기 곰팡이 본체보다 작은 곰팡이 유래 물질을 포함하는 곰팡이 용액을 필터로 여과하여 여과 용액을 형성하는 단계;
    상기 곰팡이 용액의 곰팡이와 결합하는 곰팡이 항체가 고정된 디바이스에 상기 여과 용액을 반응시켜 전기화학 신호를 측정함으로써 상기 여과 용액에 함유된 상기 곰팡이 유래 물질의 농도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 곰팡이 유래 물질의 농도로부터 상기 곰팡이 용액에 함유된 곰팡이 본체의 농도를 산출하는 단계를 포함하는,
    곰팡이 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 곰팡이 용액을 필터로 여과하기 전에 상기 곰팡이 용액을 교반하는 단계를 더 포함하는,
    곰팡이 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 디바이스에는 신호생성 물질로서 Ferricyanide(Ⅲ) 및 Ferricyanide(Ⅲ)/Ferrocyanide(Ⅱ) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 용액을 첨가하는 것을 특징으로 하는,
    곰팡이 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 곰팡이 용액 및 상기 여과 용액에서 용매는 PBS 용액인 것을 특징으로 하는,
    곰팡이 검출 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 여과 용액은 상기 곰팡이 항체와 선택적으로 반응하는 곰팡이 유래 물질을 포함하고, 상기 곰팡이 유래 물질은 A.niger 특이 항체의 항원인 것을 특징으로 하는,
    곰팡이 검출 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 필터의 여과가능 크기는 곰팡이 본체의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는,
    곰팡이 검출 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 여과 용액은 상기 곰팡이 용액에서 곰팡이 본체 및 이물질이 제거된 것을 특징으로 하는,
    곰팡이 검출 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 전기화학 신호는 전류 신호인 것을 특징으로 하는
    곰팡이 검출 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 전기화학 신호는 임피던스 신호인 것을 특징으로 하는
    곰팡이 검출 방법.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2648376B2 (ja) * 1988-03-08 1997-08-27 シュムネ 微生物の検出計数装置および方法
JP2000035429A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Dainippon Printing Co Ltd 真菌検出装置
JP2003512594A (ja) * 1999-02-22 2003-04-02 コフ，ヘンリー 生体物質の精製
JP2011502536A (ja) * 2007-11-16 2011-01-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 濾過可能な液体中の酵母およびカビの検出および／または分析方法
WO2012006187A2 (en) * 2010-07-05 2012-01-12 C3 Jian, Inc. Methods and devices for the selective detection of microorganisms
EP2589659A1 (en) * 2009-04-30 2013-05-08 Ikeda Food Research Co. Ltd. Protein-type electron mediator
WO2017173055A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 The Johns Hopkins University Olfr90 specificity and methods of detection

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2648376B2 (ja) * 1988-03-08 1997-08-27 シュムネ 微生物の検出計数装置および方法
JP2000035429A (ja) * 1998-07-16 2000-02-02 Dainippon Printing Co Ltd 真菌検出装置
JP2003512594A (ja) * 1999-02-22 2003-04-02 コフ，ヘンリー 生体物質の精製
JP2011502536A (ja) * 2007-11-16 2011-01-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 濾過可能な液体中の酵母およびカビの検出および／または分析方法
EP2589659A1 (en) * 2009-04-30 2013-05-08 Ikeda Food Research Co. Ltd. Protein-type electron mediator
WO2012006187A2 (en) * 2010-07-05 2012-01-12 C3 Jian, Inc. Methods and devices for the selective detection of microorganisms
WO2017173055A1 (en) * 2016-03-30 2017-10-05 The Johns Hopkins University Olfr90 specificity and methods of detection

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hyewon choi et al, 한국진공학회 학술발표회 초록집 2018.02., pp 367. *

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