KR102270265B1 - 중형 동물 플랑크톤의 행동학적 반응을 이용한 마비성 패독의 독성 평가 장치 및 그 방법 - Google Patents

중형 동물 플랑크톤의 행동학적 반응을 이용한 마비성 패독의 독성 평가 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중형 동물 플랑크톤의 행동학적 반응을 이용하여 마비성 패독의 독성을 평가하는 장치와 그 방법에 관한 것으로서, 독성 평가용 측정 용기에 중형 동물 플랑크톤과 마비성 패독을 생산하는 시료를 해수와 함께 투입하고, 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 일정 시간 동안 촬영한 후, 촬영된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가한다. 이때, 마비성 패독을 생산하는 시료는 와편모조류를 포함하고, 중형 동물 플랑크톤은 티그리오푸스 자포니쿠스를 포함할 수 있다. 이에 따라, 낮은 민감도, 동물 윤리적 문제, 방사성동위원소 사용 등 종래 방식에서 나타나던 문제를 일으키지 않고도, 마비성 패독의 독성을 손쉽고 정확하게 평가할 수 있다. 본 발명은 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 추적하여 그 특성을 시각화하므로, 독 물질 등 다양한 스트레스 원인 물질 노출에 따른 생태 독성 평가에 활용될 수 있다.

Description

중형 동물 플랑크톤의 행동학적 반응을 이용한 마비성 패독의 독성 평가 장치 및 그 방법{ Apparatus and Method for Ecotoxicity Evaluation of Paralytic Shellfish Toxins using Behavioral Response of Zooplankton }
본 발명은 마비성 패독의 독성 평가 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중형 동물 플랑크톤의 행동학적 반응을 이용하여 마비성 패독의 독성을 손쉽고 정확하게 평가하는 장치와 그 방법에 관한 것이다.
마비성 패독(Paralytic shellfish toxins, PSTs)은 신경-축색돌기막에 존재하는 나트륨 채널(sodium channel)을 차단함으로써 입술, 혀, 말초신경, 수족, 호흡에서 마비를 야기하고, 심한 경우 사망에 이르게 하는 위험한 독소이다.
마비성 패중독(Paralytic shellfish poisoning, PSP)은 신경독소를 생성하는 미세조류(와편모조류, 시아노박테리아 등)를 여과 섭식하여 체내 독을 축적한 패류를 인간이 섭취하였을 때 나타나는 중독증상이다.
마비성 패독은 삭시톡신과 50여종의 유사체로 구성되며, 이들을 생산하는 미세조류는 와편모조류, Alexandrium tamarense, A. minutum, A. catenella, A. fraterculus, A. fundyense, A. cohorticula, Pyrodinium bahamense, Gymnodinium catenatum와 시아노박테리아, Anabaena, Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Planktothrix, Lyngbia 등이 있다.
이들의 독 생산 여부는 출현 지역과 시기 등의 환경조건에 따라 다를 수 있어서, 와편모조류의 출현이 곧 마비성 패독증을 야기하는 것이 아니기 때문에, 각 종들의 독 생산 여부에 대한 평가가 필요하다.
마비성패독소의 검출은 생물학적으로 마우스 검정법(Mouse Bioassay, MBA)과 수용체 결합 분석법(Receptor-binding assay, RBA) 등에 의해 분석되었다.
마우스 검정법은 빠르고 정량적이며 상대적으로 적은 간섭 등의 장점으로 인해 생물 독성 평가방법으로 널리 이용되어 왔으나, 낮은 민감도와 동물 윤리적 문제로 이를 대체하는 평가방법의 개발이 요구되어 왔다.
수용체 결합 분석법은 쉽고 간편하여 마비성 패독소 검출을 위해 제안되었으나, 검출을 위해 사용되는 방사성동위원소는 유럽연합과 일본 등 다수 국가에서 사용을 금지하기 때문에 국가마다 제한적으로 사용되는 문제가 있다(FAO/WHO 2016).
한편, 행동학적 검정법(Behaviour assay)은 마우스, 제브라 피쉬, 초파리 등에서 환경 스트레스 요인에 대한 생물 반응을 확인함으로써, 생태 독성 평가를 수행하는 것이다.
중형 동물 플랑크톤은 작은 크기, 성적 이형, 다양한 발달단계, 높은 생식능력, 짧은 생활사, 염분과 수온 변화에 대한 높은 적응력 등으로 인해 해양환경 연구에서 모델 생물로 자주 사용되었다.
중형 동물 플랑크톤을 활용한 독성 평가는 생존률, 발달률, 부화율 등의 반응에 따라 수행될 수 있지만, 중형 동물 플랑크톤의 환경변화에 대한 강한 적응력은 일부 독에 대해 높은 반수치사농도를 보이거나 폐사하지 않도록 하므로, 생존률, 발달률, 부화율 등의 반응을 이용하여 마비성 패독의 독성을 평가하는 것은 부정확할 수 있다.
삭제
대한민국 공개특허 제10-2012-0087563호(명칭 : 생물 독성 시험 모니터링 시스템 및 방법, 공개일 : 2012.08.07.)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 낮은 민감도, 동물 윤리적 문제, 방사성동위원소 사용 등의 문제를 일으키지 않고도, 중형 동물 플랑크톤의 행동학적 반응을 이용하여, 손쉽고 정확하게 마비성 패독의 독성을 평가할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가 장치는, 독성 평가용 측정 용기가 놓이는 챔버; 상기 독성 평가용 측정 용기로 빛을 비추는 조명부; 상기 독성 평가용 측정 용기의 각 웰에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 촬영하는 촬영부; 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 저장하는 저장부; 및 상기 촬영된 영상을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가하는 분석부를 포함하여 이루어진다.
상기 조명부는 상기 독성 평가용 측정 용기가 놓이는 곳의 하단에서 상기 독성 평가용 측정 용기의 아랫면을 향해 빛을 비추고, 상기 촬영부는 상기 독성 평가용 측정 용기의 상단에서 촬영하도록 구성될 수 있다.
상기 분석부는 상기 중형 동물 플랑크톤의 유영 거리 및 유영 경로 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 마비성 패독의 독성을 평가할 수 있다.
본 발명에 따른 독성 평가용 측정 용기는, 동물 플랑크톤과 마비성 패독을 생산하는 시료를 해수와 함께 투입할 수 있도록 복수 개의 웰이 형성된 웰 플레이트; 및 상기 웰 플레이트를 덮는 덮개부를 포함하여 이루어진다.
이때, 상기 웰의 높이는 1mm 이하로 구성될 수 있고, 상기 웰 플레이트와 덮개부는 투명한 소재로 구성될 수 있다.
상기 웰은 그 단면이 원형으로 구성되어, 8행 12열로 총 96개가 서로 인접하여 상기 웰 플레이트에 나란하게 형성될 수 있다.
상기 마비성 패독을 생산하는 시료는 와편모조류를 포함할 수 있으며, 상기 중형 동물 플랑크톤은 티그리오푸스 자포니쿠스를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가 방법은, 독성 평가용 측정 용기에 중형 동물 플랑크톤과, 마비성 패독을 생산하는 시료를 해수와 함께 투입하는 단계; 상기 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 일정 시간 동안 촬영하는 단계; 및 상기 촬영된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 분석하여 상기 마비성 패독의 독성을 평가하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명은 마비성 패독을 생산하는 시료를 중형 동물 플랑크톤에게 먹이로 제공하고, 이를 섭식한 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동 반응을 분석하여, 마비성 패독을 검출한다.
구체적인 예로서, 마비성 패독을 생산하는 와편모조류(짐노디니움 카테나툼)의 섭식에 따른 중형 동물 플랑크톤(티그리오푸스 자포니쿠스)의 개체별 유영 행동을 분석하여 독성을 평가할 수 있다.
이에 따라, 낮은 민감도, 동물 윤리적 문제, 방사성동위원소 사용 등 종래 방식에서 나타나던 문제를 일으키지 않고도 마비성 패독의 독성을 손쉽고 정확하게 평가할 수 있다.
본 발명에 따른 독성 평가용 측정 용기의 각 웰은 중형 동물 플랑크톤이 유영하는 공간의 높이를 최소화하여, 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동 추적 시 원근에 의해 방해받지 않도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 추적하여 그 특성을 시각화하므로, 독 물질 등 다양한 스트레스 원인 물질 노출에 따른 생태 독성 평가에 활용될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가 장치에 관한 일 실시예의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가 장치에서 챔버를 구성하는 구체적인 실시예,
도 3은 본 발명에 따른 독성 평가용 측정 용기의 일 실시예,
도 4는 본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가방법에 관한 일 실시예,
도 5는 짐노디니움 카테나툼을 밀도별로 공급한 후 티그리오푸스 자포니쿠스의 유영거리를 5분 동안 측정한 그래프,
도 6a는 티그리오푸스 자포니쿠스의 5분간 유영 행동을 추적한 예,
도 6b는 짐노디니움 카테나툼을 세포 밀도 600 cells/ml으로 공급한 후. 티그리오푸스 자포니쿠스의 유영 행동을 추적한 예이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가 장치(100)에 관한 블록도이고, 도 2는 챔버를 구성하는 구체적인 실시예를 보인 것으로서, 마비성 패독의 독성 평가 장치(100)는 마비성 패독을 생산하는 시료(예: 와편모조류)를 중형 동물 플랑크톤에게 먹이로서 제공하고, 이를 섭식한 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동 반응을 분석하여, 마비성 패독의 독성을 평가할 수 있도록 한다.
마비성 패독의 독성 평가 장치(100)는 독성 평가용 측정 용기(200)가 놓이는 챔버(110), 촬영부(120), 저장부(130), 분석부(140), 및 조명부(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
챔버(110)에는 독성 평가용 측정 용기(200)가 놓이는 내부 공간이 구비되며, 필요에 따라 다양한 크기와 형태로 이루어질 수 있다.
마비성 패독의 독성 평가 장치(100)를 구성하는 각 구성요소는 챔버(110)의 내부에 배치될 수도 있고, 챔버(110)의 외부에 배치될 수도 있다.
도 2에 도시된 실시예와 같이, 챔버(110)에는 그 내부 공간에 접근할 수 있도록 개폐 가능한 도어(113)가 구비될 수 있다.
독성 평가용 측정 용기(200)는 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 독성 평가용 측정 용기(200)에는 마비성 패독을 생산하는 시료가 동물 플랑크톤 및 해수와 함께 투입될 수 있다.
도 3은 독성 평가용 측정 용기(200)의 구체적인 실시예를 보인 것으로서, 복수 개의 웰(230)이 형성된 웰 플레이트(210), 및 웰 플레이트(210)를 덮는 덮개부(220)를 포함하여 이루어질 수 있다.
웰 플레이트(210)에 형성된 각 웰(230)에는 중형 동물 플랑크톤과 마비성 패독을 생산하는 시료가 해수와 함께 투입될 수 있으며, 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동이 촬영된다.
웰 플레이트(210)와 덮개부(220)의 소재, 형태, 크기, 덮는 구조 등은 다양하게 구성될 수 있지만, 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동이 촬영되어야 하므로, 웰 플레이트(210)와 덮개부(220)는 투명한 재질의 소재로 구성되는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 실시예에서 웰(230)은 그 단면이 원형인 원통형으로 구성되고, 8행 12열로 총 96개가 서로 인접하여 웰 플레이트(210)의 바닥 면에 나란하게 형성되어 있다.
그러나, 웰 플레이트(210)에 형성되는 웰(230)의 크기, 형태, 개수 등은 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
다만, 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 추적할 때, 원근에 의해 방해받지 않고 정확한 추적이 이루어지도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위하여 웰(230)의 높이는 1mm 이하로 구성할 수 있다.
조명부(150)는 챔버(110)에 놓인 독성 평가용 측정 용기(200)로 빛을 비추고, 촬영부(120)는 독성 평가용 측정 용기(200)의 각 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 촬영하며, 촬영부(120)에 의해 촬영된 영상은 저장부(130)에 저장된다.
촬영부(120)에 의해 촬영되어 저장되는 영상은 중형 동물 플랑크톤이 일정 시간 동안 유영하는 행동을 촬영한 동영상이지만, 만일 정지 영상을 이용하고자 할 때는 정지 영상을 촬영할 수도 있다.
조명부(150)는 각 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동이 잘 촬영될 수 있도록 조명을 제공하며 다양하게 구성될 수 있다.
구체적인 예로서, 조명부(150)는 챔버(110)의 바닥에 배치될 수 있으며, 독성 평가용 측정 용기(200)가 놓이는 곳의 하단에서 독성 평가용 측정 용기(200)의 아랫면을 향해 빛을 비추도록 구성될 수 있다.
이때, 촬영부(120)는 챔버(110)의 천정 부근에 설치되어, 독성 평가용 측정 용기(200)의 상단에서 각 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 촬영하도록 구성될 수 있다.
독성 평가용 측정 용기(200)가 투명하게 구성되므로, 이러한 조명부(150)와 촬영부(120)의 배치는, 각 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동이 잘 촬영될 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
촬영부(120)는 가능한 고해상도의 영상으로 촬영할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하지만, 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 잘 식별하여 분석할 수 있는 정도의 해상도를 가지면 된다.
분석부(140)는 촬영된 영상을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가한다.
즉, 웰(230)에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 분석함으로써, 먹이로 함께 투입되었던 시료에 의해 생성된 마비성 패독의 독성을 평가한다.
분석부(140)가 촬영된 영상을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가하는 방식은 다양하게 구성될 수 있다.
구체적인 예로서, 분석부(140)는 중형 동물 플랑크톤의 유영 거리 및 유영 경로 중 적어도 하나 이상을 이용하여 마비성 패독의 독성을 평가하도록 구성될 수 있다. 즉, 중형 동물 플랑크톤은 마비성 패독의 독성에 따라 특이한 유영 행동을 보이므로, 중형 동물 플랑크톤의 유영 거리와 유영 경로 등을 분석함으로써, 시료의 독성을 평가할 수 있다.
하나의 예로서, 마비성 패독을 생산하는 와편모조류(예: 짐노디니움 카테나툼)의 섭식에 따른 중형 동물 플랑크톤(티그리오푸스 자포니쿠스)의 개체별 유영 행동 분석을 통해 독성을 평가할 수 있다.
본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가 장치(100)는 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 추적하여 그 특성을 시각화하므로, 독 물질 등 다양한 스트레스 원인 물질 노출에 따른 생태 독성 평가에 활용될 수 있다.
분석부(140)는 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 구체적인 예로서, 분석부(140)는 컴퓨터 장치에서 실행되는 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 마비성 패독의 독성 평가방법에 관한 일 실시예를 설명하기로 한다.
먼저 독성 평가용 측정 용기(200)의 웰(230)에 중형 동물 플랑크톤과, 마비성 패독을 생산하는 시료를 해수와 함께 투입한다(S310).
이때, 독성 평가용 측정 용기(200)에 투입되는 시료는 미세조류 등 독성 평가의 대상이 되는 것으로서, 다양한 종류를 사용할 수 있다. 구체적인 예로서 단계 S310에서 투입되는 시료는 짐노디니움 카테나툼(Gymnodinium catenatum)과 같은 와편모조류를 포함할 수 있다.
또한, 단계 S310에서 시료와 함께 웰에 투입되는 중형 동물 플랑크톤은 필요에 따라 다양한 것을 사용할 수 있다. 구체적인 예로서, 단계 S310에서 시료와 함께 투입되는 중형 동물 플랑크톤은 티그리오푸스 자포니쿠스(Tigriopus japonicus)를 포함할 수 있다.
단계 S310에서 웰(230)에 중형 동물 플랑크톤과, 마비성 패독을 생산하는 시료가 해수와 함께 투입된 독성 평가용 측정 용기(200)는 정확한 촬영을 위하여 챔버(110)의 내부 공간에 배치될 수 있다.
이제 일정 시간 동안 웰(230)에서 이루어지는 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 촬영한다(S320).
그리고, 단계S320에서 촬영된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가한다(S330).
단계 S330에서 영상을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가하는 방식은 다양하게 구성될 수 있다.
구체적인 예로서, 중형 동물 플랑크톤의 유영 거리 및 유영 경로 중 적어도 하나 이상을 이용하여 마비성 패독의 독성을 평가하도록 구성될 수 있다.
이때, 마비성 패독의 독성에 따른 중형 동물 플랑크톤의 유영 거리와 유영 경로의 특성을 실험적으로 미리 파악하여 저장해 놓으면, 단계 S320에서 촬영된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동의 특성을 기 저장되어 있는 특성과 비교함으로써, 마비성 패독의 독성을 평가할 수 있다.
이제 본 발명에 따라 마비성 패독의 독성을 평가하는 실험예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
* 실험예
<중형 동물 플랑크톤 배양>
중형 동물 플랑크톤은 수서 생태계에서 크기가 0.2~20mm인 1차 소비자이다.
다양한 종류의 중형 동물 플랑크톤 중 티그리오푸스 자포니쿠스는 저서성 요각류로써 작은 크기로 생활사 주기가 짧고, 주변 환경변화에 빠르고 민감하게 반응하여 생태 독성 평가를 위한 모델 생물로써 활용되어왔다.
티그리오푸스 자포니쿠스의 배양은 12h:12h(L:D)의 광 명암 주기, 28℃의 온도, 32 psu의 인공해수 하에 유지되었다.
티그리오푸스 자포니쿠스는 동일한 세대를 이용하였다.
동일한 세대의 요각류를 얻기 위해 포란한 암컷 성체를 망목 크기 200μm의 체를 이용하여 따로 분리한 뒤 24시간 배양하였다. 분리 배양된 포란한 암컷 성체에서 부화한 12시간이 지나지 않은 유생을 망목 크기 200μm의 체로 분리하여 성체가 될 때까지 배양하였다.
<마비성 패독소를 생산하는 와편모조류 배양>
마비성 패독소를 생산하는 와편모조류는 삭시톡신과 그 유사체를 생산하는 식물 플랑크톤으로써 수서 생태계에서 여과 섭식을 하는 이매패류의 체내에 축적되어 마비성 패독증의 원인이 되는 단세포 생물이다.
본 실험에서 마비성 패독소를 생산하는 와편모조류는 짐노디니움 카테나툼(Gymnodinium catenatum)을 포함하며, 짐노디니움 카테나툼은 시료 도서관으로부터 분양받았다.
분양받은 짐노디니움 카테나툼의 배양은 1L의 미디어 병에 공지의 f/2 배지를 1L 넣고 55μmol
Figure 112019111859313-pat00001
의 광량, 12h:12h(L:D)의 광 명암 주기, 22℃의 온도 조건하에서 배양하였다.
짐노디니움 카테나툼의 세포밀도는 지수생장기에 103 cells/ml의 수준으로 유지되었고, 이를 위해 3일에 한번씩 1L 미디어 병에 f/2 배지 500ml를 넣고, 지수생장기의 짐노디니움 카테나툼 500ml를 넣어 계대 배양하였다.
<독성 평가용 측정 용기>
독성 평가용 측정 용기는 와편모조류와 중형 동물 플랑크톤을 수용하고, 이 후 챔버에 넣어져 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동 촬영에 사용되는 것으로서, 웰 플레이트 형태로 구성될 수 있다.
웰 플레이트에 형성되는 각 웰의 직경은 9mm, 깊이는 1mm로 구성하였다.
웰 플레이트는 8행 12열로 총 96개의 웰을 포함하며, 최상단 행의 12개의 웰에는 대조구로서 해수 90μl에 중형 동물 플랑크톤을 한 개체씩을 넣는다.
나머지 웰에는 해수 20μl에 중형 동물 플랑크톤 한 개체를 먼저 넣고, 독성 측정을 위한 와편모조류를 밀도별로 희석하여 70μl씩 넣는다.
모든 웰에 와편모조류와 중형 동물 플랑크톤이 투입되면, 수분 증발과 먼지 유입을 막기 위해 덮개부를 덮는다.
<중형 동물 플랑크톤의 유영 행동 녹화>
중형 동물 플랑크톤 및 마비성 패독소 생산 와편모조류가 담긴 독성 평가용 측정 용기는 챔버에 옮겨지고, 이후 소정 시간 동안 바닥의 LED 조명을 켠 상태에서 유영 행동을 녹화한다.
챔버는 도 2에 도시된 예와 같이 구성되었으며, 가로, 세로, 높이는 40 × 30 × 70cm로 구성되었다.
마비성 패독소의 특성상 그 반응이 신속하게 나타나기 때문에 녹화시간은 5분 내지 10분이 바람직하지만, 측정 대상 생물의 내성에 따라 1시간 이상 녹화할 수도 있다.
<중형 동물 플랑크톤의 유영 행동 특성 측정>
중형 동물 플랑크톤과 마비성 패독소를 생산하는 와편모조류를 독성 평가용 측정 용기의 웰에 넣고, 약 5분 정도 정치하는 동안 이루어지는 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동은, 와편모조류가 생산하는 독소 물질 또는 와편모조류의 밀도에 따라 달라진다.
중형 동물 플랑크톤의 운동 특성은 ToxTrac 등의 소프트웨어를 사용하여 측정할 수 있으며, 유영거리와 유영경로 등을 통해 독성 정도를 판단할 수 있다.
예를 들어, 유영거리는 ToxTrac 소프트웨어에서 계산된 수치를 통해 확인 가능하고, 유영경로는 ToxTrac 소프트웨어서 추적된 이미지를 통해 확인 가능하다.
도 5는 짐노디니움 카테나툼의 세포밀도별 노출에 따른 티그리오푸스 자포니쿠스의 유영 거리를 나타낸 그래프이다.
도 5에 보인 바와 같이, 짐노디니움 카테나툼의 세포밀도가 증가할수록 티그리오푸스 자포니쿠스의 5분간 유영거리는 감소하는 경향을 보였다.
도 6a는 대조구로써, 일반 해수에서 티그리오푸스 자포니쿠스의 5분간 유영 행동을 추적하여 영상화한 것이고, 도 6b는 짐노디니움 카테나툼 세포 밀도 600 cells/ml을 공급한 후 티그리오푸스 자포니쿠스의 유영 행동을 추적하여 영상화한 것이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 티그리오푸스 자포니쿠스의 유영 방향에서 대조구는 명확한 선형으로 유영 행동을 보이는 반면, 짐노디니움 카테나툼에 노출된 티그리오푸스 자포니쿠스는 짧고 불규칙한 원형의 유영 행동을 보였다.
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
100: 마비성 패독의 독성 평가 장치
110: 챔버
120: 촬영부
130: 저장부
140: 분석부
150: 조명부
200: 독성 평가용 측정 용기.
210: 웰 플레이트
220: 덮개부
230: 웰

Claims (9)

  1. 독성 평가용 측정 용기;
    상기 독성 평가용 측정 용기가 놓이는 챔버;
    상기 독성 평가용 측정 용기로 빛을 비추는 조명부;
    상기 독성 평가용 측정 용기의 각 웰에 투입된 중형 동물 플랑크톤의 유영 행동을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상을 저장하는 저장부; 및
    상기 촬영된 영상을 분석하여 마비성 패독의 독성을 평가하는 분석부를 포함하여 이루어지고,
    상기 조명부는 상기 독성 평가용 측정 용기가 놓이는 곳의 하단에서 상기 독성 평가용 측정 용기의 아랫면을 향해 빛을 비추며, 상기 촬영부는 상기 독성 평가용 측정 용기의 상단에서 촬영하도록 구성되고,
    상기 분석부는 상기 중형 동물 플랑크톤의 유영 거리 및 유영 경로 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 마비성 패독의 독성을 평가하며,
    상기 독성 평가용 측정 용기는,
    상기 중형 동물 플랑크톤과 마비성 패독을 생산하는 시료를 해수와 함께 투입할 수 있도록 복수 개의 웰이 형성된 웰 플레이트; 및
    상기 웰 플레이트를 덮는 덮개부를 포함하고,
    상기 웰의 높이는 1mm 이하이며,
    상기 웰 플레이트와 덮개부는 투명한 소재로 구성되고,
    상기 웰은 그 단면이 원형이며,
    상기 마비성 패독을 생산하는 시료는 와편모조류를 포함하고,
    상기 중형 동물 플랑크톤은 티그리오푸스 자포니쿠스를 포함하는, 마비성 패독의 독성 평가 장치.
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