KR20200078219A - Detection device for foodborne pathogen and its method for foodborne pathogen detection - Google Patents

Detection device for foodborne pathogen and its method for foodborne pathogen detection Download PDF

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Abstract

The present invention is to use a sensor immobilized with a receptor which specifically binds to target food poisoning bacteria. The present invention relates to a food poisoning bacteria detection apparatus capable of rapidly detecting the food poisoning bacteria according to changed resonance frequency by measuring the resonance frequency of a magnetic sensor, and a food poisoning bacteria detection method using the same. According to the present invention, food poisoning can be detected qualitatively and quantitatively in a field easily and quickly through a change in frequency of a weight change of the sensor, which occurs when the biological receptor bound to the sensor specifically binds to the food poisoning bacteria. The food poisoning bacteria detection apparatus includes a food stand, an X-Y stage, the sensor, a magnetic plate, a detector, and a converter.

Description

식중독균 검출장치 및 이를 이용한 식중독균 검출방법{Detection device for foodborne pathogen and its method for foodborne pathogen detection}Detection device for food poisoning bacteria and a method for detecting food poisoning bacteria using the same {Detection device for foodborne pathogen and its method for foodborne pathogen detection}

본 발명은 식중독균 검출장치 및 이를 이용한 식중독균 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a food poisoning bacteria detection device and a food poisoning bacteria detection method using the same.

식중독이란 식품 또는 물의 섭취에 의해 발생되었거나 발생된 것으로 나타나는 감염성 또는 독소형 질환을 말하며, 식중독 감염으로 인해 구토, 설사, 복통, 발열 등에서부터 사망에까지 이를 수 있다. 국내의 식중독 발병 건수는 2002년 대비 2018년에는 78건에서 466건으로 5.9배 증가하였으며, 환자수 또한 3.5배 증가한 것으로 나타났다. 단체급식, 외식산업 및 편이식품의 발달로 식중독 발생 건수가 지속해서 증가함에 따라 국민의 먹거리에 대한 불안감이 고조되고 있으며, 국제적으로 식품의 수출입이 증대됨에 따라 소비자의 식품에 안정성에 대한 요구 및 국제 유통 규정을 충족시키기 위해서는 식중독 원인 물질을 사전에 신속하게 인지하고 대처하는 것이 필요하다. Food poisoning refers to an infectious or toxin-type disease that occurs or appears to be caused by the intake of food or water, and can range from vomiting, diarrhea, abdominal pain, fever, to death due to food poisoning infection. The number of cases of food poisoning in Korea increased 5.9 times from 78 cases to 466 cases in 2018 compared to 2002, and the number of patients also increased 3.5 times. As the number of food poisonings continues to increase due to the development of group meals, food service industry, and convenience foods, people's anxiety about food is increasing, and as food imports and exports increase internationally, consumers' demands for food safety and international In order to meet distribution regulations, it is necessary to quickly recognize and respond to food poisoning-causing substances in advance.

식중독 발병의 주요 원인은 세균(52%), 바이러스(35%), 화학물질(12%) 그리고 기생충(1%) 순으로 알려져 있다. 특히, 식중독 유발 원인균들은 생산부터 재배, 포장, 유통, 소비까지의 전 단계에 걸쳐 다양한 경로로 오염될 수 있으므로 식중독균을 검출할 수 있는 현장 적용 가능한 신속검출법의 개발이 필요하다.The main causes of food poisoning are known as bacteria (52%), viruses (35%), chemicals (12%), and parasites (1%). In particular, because the bacteria causing food poisoning can be contaminated with various routes from production to cultivation, packaging, distribution, and consumption, it is necessary to develop a field-applicable rapid detection method capable of detecting food poisoning bacteria.

전통적인 검출법인 배지법의 경우, 고체 배지에 도말하여 배양 후 콜로니 수를 측정하는 방법으로 시료 전처리부터 결과 확인까지에 있어 3~5일의 기간이 소요되므로, 식중독 사고 발생 후 원인균의 분리·동정에는 사용될 수 있으나, 조기에 식중독균을 검출하여 예방하는 것으로 이용되기에는 한계가 있다.In the case of the conventional detection method, the medium method is a method of measuring the number of colonies after culturing by plating on a solid medium. It takes a period of 3 to 5 days from sample preparation to confirmation of the results. It can be used, but it is limited to be used as an early detection and prevention of food poisoning bacteria.

또한, 현재 상용화된 신속검출법(PCR, ELISA 등)의 경우, 필수적인 시료의 전처리 과정, 검출 장비의 소형화 등의 한계뿐만 아니라 현장에서 실질적으로 사용함에 있어 전문 지식과 기술이 요구되므로 일반인들이 사용하기에는 한계가 있다.In addition, in the case of the currently commercialized rapid detection method (PCR, ELISA, etc.), not only the limitations of the pre-processing of essential samples, the miniaturization of detection equipment, etc., but also the practical use in the field are required, so it is limited for ordinary people to use. There is.

따라서, 식품에 존재하는 식중독균을 시료의 전처리 과정 없이 현장에서 신속하고 편리하게 식중독균을 정량·정성적으로 검출할 수 있는 시스템의 개발 및 검출법에 대한 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a system for detecting food poisoning bacteria present in food quickly and conveniently in the field without any pre-treatment process of samples, and to develop a detection method.

대한민국 등록특허 제10-1639862호Republic of Korea Registered Patent No. 10-1639862 대한민국 공개특허 제10-2012-0088202호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0088202

이에, 본 발명자들은 식품 중 미생물의 오염으로 인한 식중독 사고를 예방하기 위해 식중독균을 현장에서 신속하게 정성·정량적으로 검출할 수 있는 검출장치와 이를 이용한 검출방법을 확립하였으며, 이를 통해 식중독균의 검출을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have established a detection device and a detection method using the same to quickly and qualitatively and quantitatively detect food poisoning bacteria in the field to prevent food poisoning accidents due to contamination of microorganisms in food, and through this, confirm the detection of food poisoning bacteria Thus, the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 목적은 식품의 식중독균을 신속하고 쉽게 검출할 수 있는 식중독균 신속검출장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a food poisoning bacteria rapid detection device capable of quickly and easily detecting food poisoning bacteria.

또한, 본 발명의 다른 목적은 식중독균 신속검출장치를 이용한 식중독균 검출방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention to provide a method for detecting food poisoning bacteria using a rapid detection device for food poisoning bacteria.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치는 식품이 위치되는 식품 스탠드; 식품의 위치를 조절하는 X-Y 스테이지; 식품 표면의 식중독과 결합하는 생물학적 수용체가 고정화된 자기장 하에서 자기 진동 가능한 센서; 센서의 자가 진동을 유도하는 자석판; 센서의 진동을 감지하여 감지된 신호를 변환기로 전달하는 검출기; 및 검출기의 신호를 수치화 하고 시각적으로 변환하는 변환기를 포함한다.In order to achieve the above object, an apparatus for detecting food poisoning bacteria according to a preferred embodiment of the present invention includes a food stand on which food is placed; X-Y stage for adjusting the position of the food; A sensor capable of self-vibration under a magnetic field immobilized with a biological receptor that binds food poisoning on the food surface; A magnetic plate for inducing self-vibration of the sensor; A detector that senses vibration of the sensor and transmits the detected signal to the transducer; And a transducer that digitizes and visually converts the signal of the detector.

여기서, 상기 식품 스탠드는 식품 크기에 따라 위치를 상하로 조절하고, X-Y 스테이지는 가로 또는 세로로 이동 가능하므로 자기장 하에서 센서의 진동을 민감하게 감시할 수 있도록 한다. Here, the food stand adjusts the position up and down according to the size of the food, and the X-Y stage is movable horizontally or vertically, so that the vibration of the sensor can be sensitively monitored under a magnetic field.

또한, 상기 센서는 자기장하에서 자가 진동을 위해 자성을 띄며, 자기장 하에서 수축과 이완을 반복하여 진동을 생성할 수 있는 플렉서블한 재질일 수 있다.In addition, the sensor is magnetic for self-vibration under a magnetic field, and may be a flexible material capable of generating vibration by repeating contraction and relaxation under a magnetic field.

또한, 상기 생물학적 수용체는 대상 식중독균과 특이적으로 결합하기 위한 박테리오파지, 항체 또는 앱타머 중에 하나 이상을 포함할 수 있다.In addition, the biological receptor may include at least one of a bacteriophage, an antibody or an aptamer for specifically binding to the target food poisoning bacteria.

또한, 상기 자석판은 2개소로 이루어지며, 자기장 형성을 통해 센서의 자가 진동을 유도하며, 자석판 사이의 거리 조절을 통해 자기장 세기가 조절될 수 있다.In addition, the magnetic plate is made of two places, and induces self-vibration of the sensor through the formation of a magnetic field, and the magnetic field strength can be adjusted by adjusting the distance between the magnetic plates.

또한, 상기 검출기는 센서의 진동을 감지하여 전달할 수 있는 평판코일이 구성될 수 있다.In addition, the detector may be configured with a flat coil that can sense and transmit the vibration of the sensor.

또한, 상기 변환기는 검출기에서 수신되는 신호를 공진주파수로 변환하여 시각적으로 표현할 수 있는 회로망 분석기(network analyzer)일 수 있다.In addition, the converter may be a network analyzer that can visually express the signal received from the detector by converting it to a resonance frequency.

또한, 식중독균은 Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Shigella boydii, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, Salmonella Enteritidis, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella Typhimurium 또는 병원성 E. coli 중에 하나 이상일 수 있다.In addition, food poisoning bacteria include Listeria monocytogenes , Staphylococcus aureus , Shigella boydii , Shigella flexneri , Shigella sonnei , Clostridium perfringens , Campylobacter jejuni , Bacillus cereus , Yersinia enterocolitica , Salmonella Enteritidis, Vibrio parahaemolyticus , Salmonella E. It can be one or more of the coli .

한편, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 식중독균 검출방법은 대상 식품에 센서가 도포되는 단계; 검출기가 상기 센서의 주파수를 검출하는 단계; 변환기가 상기 검출된 주파수를 식품에 도포하기 전의 센서의 주파수와 비교하여 추세식을 산출하는 단계; 및, 변환기가 상기 추세식으로부터 특정 주파수에 대한 식중독균의 농도를 산출하는 단계; 를 포함한다.On the other hand, the method for detecting food poisoning bacteria according to another embodiment of the present invention is a step of applying a sensor to the target food; A detector detecting the frequency of the sensor; Calculating a trend equation by comparing the detected frequency with the frequency of the sensor before applying the detected frequency to the food; And, the converter calculating the concentration of food poisoning bacteria for a specific frequency from the trend formula; It includes.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 센서에 결합된 생물학적 수용체가 식중독균에 특이적으로 결합하면서 발생하는 센서의 무게 변화를 진동수 변화를 통해 쉽고 빠르게 현장에서 정성, 정량적으로 식중독을 검출할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention as described above, it is possible to easily and quickly detect qualitatively and quantitatively food poisoning in the field through a change in frequency of the sensor's weight change that occurs when the biological receptor bound to the sensor specifically binds to food poisoning bacteria. have.

이상에서의 본 발명에 따른 효과는 상기에 한정되는 것은 아니며, 기타 본 발명의 효과들은 후술할 실시예 및 청구범위에 기재된 사항을 통하여 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 분명하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention in the above are not limited to the above, and other effects of the present invention are clearly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, through the examples and claims to be described later. Will be understandable.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치의 센서를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치의 작용상태도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배양액 내의 식중독균 농도별 신호의 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식품의 식중독균 농도에 따른 신호의 변화를 나타낸 것이다.1 is a view briefly showing a food poisoning bacteria detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing a food poisoning bacteria detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a sensor of a food poisoning bacteria detection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a state diagram of the operation of the food poisoning bacteria detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows the change in signal according to the concentration of food poisoning bacteria in the culture medium according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 shows the change in signal according to the concentration of food poisoning bacteria in the food according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 먼저 본 발명에서 제시되는 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 발명의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형예들이 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. First, the embodiments shown in the present invention and the configuration shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and thus can replace them at the time of filing the present invention. It should be understood that there are variations.

본 발명은 식품 표면에 오염된 식중독균을 선택적으로 현장에서 신속하게 검출할 수 있도록 하는 식중독균 검출장치 및 이를 이용한 식중독균 검출방법을 제공한다. 보다 구체적으로 본 발명은 목적하는 식중독균과 특이적으로 결합하는 수용체가 고정화된 센서를 이용하는 것으로, 자성체인 센서의 공진주파수를 측정하여 변화되는 공진주파수에 따라 식중독균을 신속하게 검출할 수 있는 식중독균 검출장치 및 이를 이용한 식중독균 검출방법을 제시한다.The present invention provides a food poisoning bacteria detection device and a method for detecting food poisoning bacteria using the same, which enables to selectively detect food poisoning bacteria contaminated on the food surface in the field. More specifically, the present invention uses a sensor having a receptor immobilized specifically binding to a desired food poisoning bacterium, and it is a device for detecting food poisoning bacteria that can quickly detect food poisoning bacteria according to a changing resonance frequency by measuring a resonance frequency of a magnetic chain sensor. And a method for detecting food poisoning bacteria using the same.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 식중독균 검출장치에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a look at the food poisoning bacteria detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치를 간략하게 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치를 나타낸 사시도이다.1 is a schematic view showing a food poisoning bacteria detection device according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a food poisoning bacteria detection device according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 식중독균 검출장치는 식품 스탠드(10), X-Y 스테이지(20), 센서(30), 자석판(40), 검출기(50) 및 변환기(60)를 포함하여 구성된다. 1 and 2, the food poisoning bacteria detection apparatus of the present invention includes a food stand 10, an XY stage 20, a sensor 30, a magnetic plate 40, a detector 50 and a transducer 60 It is composed.

구체적으로 식품 스탠드(10)는 테스트할 식품을 위치하기 위한 구성이다. 식품 스탠드(10)는 판상체로 이루어질 수 있으며 위치되는 식품 크기에 따라 그 위치가 위 또는 아래 방향으로 조절된다. 그리고 X-Y 스테이지(20)는 가로 또는 세로로 조절된다. 식품 스탠드(10)와 X-Y 스테이지(20)는 후술되는 검출기(50)에 근접하기 위해 이동 가능하도록 구성되며, 바람직하게는 센서(30)의 진동을 유도하기 위해 자석판(40) 사이와 검출기(50)에 근접하는 적절한 위치로 이동시킬 수 있도록 한다. 본 발명에서는 도시된 바와 같이 레일과 신축기로 적절하게 구현될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 다양한 이동 수단을 구비할 수 있다.Specifically, the food stand 10 is configured to position food to be tested. The food stand 10 may be formed of a plate-like body, and its position is adjusted in the up or down direction depending on the size of the food being positioned. And the X-Y stage 20 is adjusted horizontally or vertically. The food stand 10 and the XY stage 20 are configured to be movable to approach the detector 50, which will be described later, and preferably between the magnetic plate 40 and the detector 50 to induce vibration of the sensor 30. ). In the present invention, as illustrated, it may be suitably implemented as a rail and an expander, but is not limited thereto and may include various moving means.

센서(30)는 식품의 표면에 접촉하는 것으로서, 자성을 띄며 자기장 하에서 스스로 수축과 이완을 반복하는 자가진동이 가능하도록 구성된다. The sensor 30 is in contact with the surface of the food, and is configured to enable self-vibration, which is magnetic and repeats contraction and relaxation under its own magnetic field.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 센서를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이 검출대상이 되는 식중독균에 특이적인 생물학적 수용체를 센서(30) 표면에 고정하여 검출에 사용될 수 있다. 3 is a view showing a sensor according to a preferred embodiment of the present invention. As illustrated, a biological receptor specific for the food poisoning bacteria to be detected can be fixed to the surface of the sensor 30 and used for detection.

본 발명에서 센서(30)로 구성되기 위해서는 예컨대 금속 박판으로 이루어짐으로써 자가 진동이 가능하도록 자성을 가지고 있으며, 자기장 내에서 진동을 발생할 수 있는 플렉서블(flexible)한 재질로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 금 박판을 이용할 수 있다. In the present invention, in order to be composed of the sensor 30, it is made of, for example, a thin metal plate and has magnetism to enable self-vibration, and may be made of a flexible material capable of generating vibration in a magnetic field. Preferably, a thin gold plate can be used.

또한, “생물학적 수용체”는 특정 미생물과 특이적으로 결합하는 것으로 박테리오파지, 항체 또는 앱타머 중에 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 여기서 수용체는 물리적인 흡착 또는 적절한 링커를 사용한 공유결합으로 센서(30) 표면에 고정화될 수 있다.In addition, the "biological receptor" is a specific binding to a specific microorganism and may be composed of one or more of bacteriophage, antibody or aptamer, wherein the receptor is attached to the surface of the sensor 30 by physical adsorption or covalent bonding using an appropriate linker. Can be immobilized.

센서(30)에서 발생되는 진동의 진동수는 센서(30)의 무게 변화에 민감하게 반응하며, 이는 센서(30)의 크기가 작을수록 더 크게 나타난다. 본 발명은 센서(30)의 진동수 또는 센서(30)의 공진주파수 변화에 기인하여 표적하는 식중독균을 검출할 수 있도록 하는데 특징이 있다.The frequency of the vibration generated in the sensor 30 is sensitive to the change in weight of the sensor 30, which is larger as the size of the sensor 30 is smaller. The present invention is characterized in that it is possible to detect the target food poisoning bacteria due to the frequency of the sensor 30 or the change in the resonance frequency of the sensor 30.

본 발명에서 바람직한 식중독균으로 Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Shigella boydii, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, Salmonella Enteritidis, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella Typhimurium 또는 병원성 E. coli 중에 하나 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 살모넬라 타이피뮤리움(Salmonella Typhimurium)일 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 각 식중독균에 특이적으로 결합하는 수용체를 센서에 구비하여 적용될 수 있다.In a preferred sikjungdokgyun the present invention Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Shigella boydii , Shigella flexneri, Shigella sonnei, Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, Salmonella Enteritidis, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella Typhimurium or pathogenic E. It may be one or more of the coli , more preferably Salmonella Typhimurium. However, the present invention is not limited thereto, and a sensor that specifically binds each food poisoning bacteria may be provided to the sensor and applied.

자석판(40)은 상기 센서(30)의 자가 진동을 유도하기 위한 것으로, 복수의 원형 영구자석을 일정한 거리로 연속되게 배치해 제작된다. The magnet plate 40 is for inducing self-vibration of the sensor 30, and is manufactured by continuously arranging a plurality of circular permanent magnets at a constant distance.

여기서 자기장의 형성을 유도하기 위해 두 개의 자석판(40)이 서로 마주보도록 배치된다. Here, two magnetic plates 40 are arranged to face each other to induce the formation of a magnetic field.

바람직하게는 자석판(40)이 각각 내장되는 자석판(40) 홀더(41)가 서로 다른 극으로 마주보게 설치될 수 있다. Preferably, the holder 41 of the magnet plate 40 in which the magnet plates 40 are respectively built may be installed to face each other with different poles.

두 개의 자석판(40)이 각각 내장된 자석판(40) 홀더는 스크류바(42)로 서로 연결되며, 센서(30)의 진동 발생에 적절한 자기장의 세기를 가질 수 있도록 스크류바(42)를 따라 자석판(40) 간의 거리가 검출 조건에 따라 조절될 수 있다. The holders of the magnet plates 40 each having two magnet plates 40 are connected to each other by a screw bar 42, and the magnet plates along the screw bars 42 so as to have a strength of a magnetic field suitable for vibration of the sensor 30. The distance between 40 can be adjusted according to the detection conditions.

이를 위해 스크류바(42)를 회전시킬 수 있는 핸들(43)이 구비될 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.To this end, a handle 43 capable of rotating the screw bar 42 may be provided, but is not limited thereto.

검출기(50)는 평판코일로 제작될 수 있으며, 센서(30)의 크기에 따라 다양하게 제작이 가능하며, 자기장 하에서 발생하는 센서(30)의 자가 진동을 감지하여 변환기(60)로 전달한다.The detector 50 may be made of a flat coil, variously manufactured according to the size of the sensor 30, and senses self-vibration of the sensor 30 generated under a magnetic field and transmits it to the transducer 60.

변환기(60)는 검출기(50)에서 수신되는 신호를 공진주파수로 변환하게 되며, 이 공진주파수는 시각적으로 표현할 수 있는 회로망 분석기(network analyzer)로 갖춰질 수 있다. 이러한 회로망 분석기는 일반적으로 알려진 구성이므로 구체적인 기재는 생략하도록 한다.The converter 60 converts the signal received from the detector 50 into a resonance frequency, and this resonance frequency may be equipped with a network analyzer that can be visually expressed. Since such a network analyzer is a generally known configuration, detailed description will be omitted.

이하, 본 발명의 식중독균 검출장치를 이용한 식중독균 검출방법은 다음과 같다.Hereinafter, a method for detecting food poisoning bacteria using the food poisoning bacteria detecting apparatus of the present invention is as follows.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 식중독균 검출장치의 작용상태도를 나타낸 것이다.Figure 4 shows a state diagram of the operation of the food poisoning bacteria detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 식중독균 검출방법은 상기 식중독균 검출장치를 이용하여 식품에 함유된 식중독균을 정성, 정량적으로 검출하기 위한 일련의 과정이 수행될 수 있다.As shown in Figure 4, the method for detecting food poisoning bacteria of the present invention may be performed through a series of processes for qualitatively and quantitatively detecting food poisoning bacteria contained in food using the food poisoning bacteria detection device.

보다 구체적으로 테스트하고자 하는 대상 식품을 검출장치의 식품 스탠드(10)에 위치시키고, 식품의 표면에 검출하고자 하는 식중독균에 특이적인 생물학적 수용체가 고정화된 센서(30)를 도포한다.More specifically, the target food to be tested is placed on the food stand 10 of the detection device, and a sensor 30 immobilized with a biological receptor specific to the food poisoning bacteria to be detected is applied to the surface of the food.

다음으로, 식품 스탠드(10)와 X-Y 스테이지(20)를 조절하여 식품에 도포된 센서(30)가 검출기(50)의 하단에 위치하도록 한다. Next, the food stand 10 and the X-Y stage 20 are adjusted so that the sensor 30 applied to the food is located at the bottom of the detector 50.

이어서 사용자의 조작이나 시작 신호를 받아 검출기(50)가 상기 식품에 도포된 센서(30)의 주파수를 검출하게 되며, 변환기(60)가 상기 검출기(50)로부터 신호를 수신받는다. Subsequently, upon receiving a user's manipulation or start signal, the detector 50 detects the frequency of the sensor 30 applied to the food, and the converter 60 receives a signal from the detector 50.

변환기(60)는 검출기(50)의 신호를 시각적으로 확인 가능한 공진주파수로 변환하여 나타내는데, 식중독균과 결합되지 않은 초기 센서(30)의 공진주파수와 식품에 도포되어 생물학적 수용체와 식중독균과 결합된 센서(30)의 공진주파수를 비교하여 추세식을 산출할 수 있다. The converter 60 converts and displays the signal of the detector 50 into a resonant frequency that can be visually confirmed. The resonant frequency of the initial sensor 30 that is not combined with food poisoning bacteria and the sensor applied to food and applied to biological receptors and food poisoning bacteria ( The trend equation can be calculated by comparing the resonance frequency of 30).

추세식을 산출하기 위해서는 센서(30)의 기본적인 공진주파수와, 식중독균과 결합된 센서(30)의 공진주파수를 연속적으로 측정할 수 있으며, 이는 기존에 알려진 회로망 분석기(network analyzer)의 기능으로서 쉽게 구현될 수 있다. To calculate the trend equation, the basic resonant frequency of the sensor 30 and the resonant frequency of the sensor 30 combined with food poisoning bacteria can be continuously measured, which is easily implemented as a function of a known network analyzer. Can be.

일정한 추세식이 산출되면, 변환기(60)는 추세식으로부터 특정 주파수에 대한 식품에 함유된 식중독균의 농도가 산출될 수 있다. 상술한 본 발명의 일련된 과정을 통하여 정성, 정량적으로 식중독균을 신속하게 검출된다.When a constant trend equation is calculated, the converter 60 may calculate the concentration of food poisoning bacteria contained in food for a specific frequency from the trend equation. Qualitatively and quantitatively, food poisoning bacteria are quickly detected through the series of processes of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아닐 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are only intended to materialize the contents of the present invention, and the present invention will not be limited thereby.

<실시예 1> 배양액 상에서의 살모넬라 타이피뮤리움 검출<Example 1> Salmonella typhimurium detection on culture medium

본 실시예에서는 신속검출장치를 이용하여 배양액 상에서 다양한 농도(2, 4, 6, 8 Log CFU/ml)의 살모넬라 타이피뮤리움을 검출하였다. 살모넬라 타이피뮤리움에 특이적인 박테리오파지를 생물학적 수용체로 하여 센서에 고정하였다. 각각의 센서의 공진주파수를 측정한 뒤, 다양한 농도(2, 4, 6, 8 Log CFU/ml)의 살모넬라 타이피뮤리움에 일정 시간 노출시켰다. 변환기에 나타난 고정화 전·후의 공진주파수를 읽어 그 변화를 확인하고, 이를 이용하여 도 4와 같이 추세선 및 식을 구하였다. 그 결과, 살모넬라 타이피뮤리움의 농도 유의적으로 공진주파수의 변화가 증가하는 것으로 나타났으며, 민감도와 신뢰도를 나타내는 추세선 식의 기울기와 R2값 또한 높은 것으로 나타났다.In this example, Salmonella typhimurium of various concentrations (2, 4, 6, 8 Log CFU/ml) was detected on the culture medium using a rapid detection device. Bacteriophage specific for Salmonella typhimurium was fixed as a biological receptor. After measuring the resonance frequency of each sensor, it was exposed to Salmonella typhimurium at various concentrations (2, 4, 6, 8 Log CFU/ml) for a certain time. The resonant frequencies before and after immobilization shown in the converter were read to confirm the change, and the trend lines and equations were obtained as shown in FIG. As a result, it was found that the concentration of Salmonella typhimurium significantly increased the change in resonance frequency, and the slope and R 2 values of the trend line equation showing sensitivity and reliability were also high.

<실시예 2> 식품 표면 상에서의 살모넬라 타이피뮤리움 검출<Example 2> Salmonella typhimurium detection on food surface

본 실시예에서는 신속검출시스템을 이용하여 식품 상에서 다양한 농도(2, 4, 6, 8 Log CFU/ml)의 살모넬라 타이피뮤리움을 검출하였다. 살모넬라 타이피뮤리움에 특이적인 박테리오파지를 생물학적 수용체로 하여 센서에 고정하였다. 각각의 센서의 공진주파수를 측정한 뒤, 다양한 농도(2, 4, 6, 8 Log CFU/ml)의 살모넬라 타이피뮤리움이 오염된 사과의 표면에 센서를 도포하여 일정 시간 노출시켰다. 변환기에 나타난 고정화 전·후의 공진주파수를 읽어 그 변화를 확인하고, 이를 이용하여 도 5와 같이 추세선 및 식을 구하였다. 그 결과, 살모넬라 타이피뮤리움의 농도 유의적으로 공진주파수의 변화가 증가하는 것으로 나타났으며, 민감도와 신뢰도를 나타내는 추세선 식의 기울기와 R2값 또한 높은 것으로 나타났다. In this example, Salmonella typhimurium of various concentrations (2, 4, 6, 8 Log CFU/ml) was detected on food using a rapid detection system. Bacteriophage specific for Salmonella typhimurium was fixed as a biological receptor. After measuring the resonant frequency of each sensor, the sensor was exposed to the surface of apples contaminated with Salmonella typhimurium of various concentrations (2, 4, 6, 8 Log CFU/ml) for a certain period of time. The resonant frequency before and after immobilization shown in the converter was read to confirm the change, and the trend line and equation were obtained as shown in FIG. As a result, it was found that the concentration of Salmonella typhimurium significantly increased the change in resonant frequency, and the slope and R 2 values of the trend line equation showing sensitivity and reliability were also high.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As described above, specific embodiments of the present invention have been described in detail, but those skilled in the art to understand the spirit of the present invention may add other components within the scope of the same spirit, change, delete, etc., and degenerate other inventions However, other embodiments included within the scope of the inventive concept may be easily proposed. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims to be described later rather than the detailed description described above, and all the changed or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts are included in the scope of the present invention. It should be interpreted as.

P: 식품
10: 식품 스탠드
20: X-Y 스테이지
30: 센서
40: 자석판
50: 검출기
60: 변환기P: food
10: food stand
20: XY stage
30: sensor
40: magnet plate
50: detector
60: converter

Claims (9)

식품이 위치되는 식품 스탠드;
식품의 위치를 조절하는 X-Y 스테이지;
식품 표면의 식중독과 결합하는 생물학적 수용체가 고정화된 자기장하에서 자기 진동 가능한 센서;
센서의 자가 진동을 유도하는 자석판;
센서의 진동을 감지하여 감지된 신호를 변환기로 전달하는 검출기; 및 검출기의 신호를 시각적으로 변환하는 변환기;
를 포함하는, 식중독균 검출장치.
A food stand on which food is located;
XY stage for adjusting the position of the food;
A sensor capable of self-vibration under a magnetic field immobilized with a biological receptor binding to food poisoning on the food surface;
A magnetic plate for inducing self-vibration of the sensor;
A detector that senses vibration of the sensor and transmits the detected signal to the transducer; And a transducer that visually converts the signal of the detector.
Including, food poisoning bacteria detection device.
제1항에 있어서,
상기 식품 스탠드는 식품 크기에 따라 위치를 위 또는 아래로 조절되고,
X-Y 스테이지는 가로 또는 세로로 조절되는 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The food stand is adjusted up or down according to the size of the food,
XY stage is a food poisoning bacteria detection device characterized in that it is adjusted horizontally or vertically.
제1항에 있어서,
상기 센서는 자가 진동을 위해 자성을 띄며, 자기장 하에서 수축과 이완을 반복하여 진동을 생성할 수 있는 플렉서블한 재질인 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The sensor is magnetic for self-vibration, and the food poisoning bacteria detection device, characterized in that it is a flexible material that can generate vibration by repeating contraction and relaxation under a magnetic field.
제1항에 있어서,
상기 생물학적 수용체는 대상 식중독균과 특이적으로 결합하기 위한 박테리오파지, 항체 또는 앱타머 중에 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The biological receptor is a food poisoning bacteria detection device, characterized in that it comprises at least one of a bacteriophage, antibody or aptamer for specifically binding to the target food poisoning bacteria.
제1항에 있어서,
상기 자석판은 2개소로 이루어지며, 자기장 형성을 통해 센서의 자가 진동을 유도하며, 자석판 사이의 거리 조절을 통해 자기장 세기가 조절되는 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The magnetic plate is composed of two places, induces self-vibration of the sensor through the formation of a magnetic field, the food poisoning bacteria detection device characterized in that the magnetic field strength is controlled by adjusting the distance between the magnetic plates.
제1항에 있어서,
상기 검출기는 센서의 진동을 감지하여 전달할 수 있는 평판 코일이 구성되는 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The detector is a food poisoning bacteria detection device, characterized in that a flat coil capable of detecting and transmitting the vibration of the sensor is configured.
제1항에 있어서,
상기 변환기는 검출기에서 수신되는 신호를 공진주파수로 변환하여 시각적으로 표현할 수 있는 회로망 분석기(network analyzer)인 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The converter is a food poisoning bacteria detection device, characterized in that the network analyzer (network analyzer) capable of visually expressing by converting the signal received from the detector to the resonance frequency.
제1항에 있어서,
상기 식중독균은 Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Shigella boydii, Shigella flexneri, Shigella sonnei, Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, Salmonella Enteritidis, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella Typhimurium 또는 병원성 E. coli 중에 하나 이상인 것을 특징으로 하는 식중독균 검출장치.
According to claim 1,
The sikjungdokgyun is Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Shigella boydii , Shigella flexneri, Shigella sonnei, Clostridium perfringens, Campylobacter jejuni, Bacillus cereus, Yersinia enterocolitica, Salmonella Enteritidis, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella Typhimurium or pathogenic E. Food poisoning bacteria detection device, characterized in that at least one of the coli .
대상 식품에 센서가 도포되는 단계;
검출기가 상기 센서의 주파수를 검출하는 단계;
변환기가 상기 검출된 주파수를 식품에 도포하기 전의 센서의 주파수와 비교하여 추세식을 산출하는 단계; 및,
변환기가 상기 추세식으로부터 특정 주파수에 대한 식중독균의 농도가 산출하는 단계;
를 포함하는, 식중독균 검출방법.
Applying a sensor to the target food;
A detector detecting the frequency of the sensor;
Calculating a trend equation by comparing the detected frequency with the frequency of the sensor before applying the detected frequency to the food; And,
A step in which the converter calculates the concentration of food poisoning bacteria for a specific frequency from the trend equation;
Including, food poisoning bacteria detection method.
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