주요 연구성과
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다중 면역진단용 미세유체칩 제작 원천기술 개발 및 기술이전
- 신용범(바이오나노헬스가드연구단)
성과개요
| 연구기관/연구책임자 | 바이오나노헬스가드연구단 / 신용범 |
|---|---|
| 과제명 | H-GUARD 시스템용 바이오컨텐츠 확보 및 조기 검출/진단 실용화 기술 개발 |
| 성과개요 | 바이오 유해물질의 신속 진단 할 수 있는 다중, 신속, 고민감도 면역진단이 가능한 미세유체 플랫폼 기술임. 미세유체 칩 내 오픈채널에서 다양한 기능성 입자를 모세관력 기반 입자 패터닝을 통해 입자 기반의 면역검사를 실시하여 다양한 바이오마커를 고감도, 신속, 다중분석이 가능한 면역분석 플랫폼 |
| 고감도 현장용 다중 면역진단 시스템의 핵심이 되는 원천기술을 ㈜라디안큐바이오에 2018년 7월 기술이전 (특허권 양도계약, 기술료 7,000만원) |
▲다중면역분석플랫폼(위), (주)라디안큐바이오와 기술이전 계약 체결식(아래)
성과내용
주요내용
- - 9종의 기능성 입자의 위치기반 고밀도 패터닝 원천기술개발 및 20종류 이상까지 확장 가능한 플랫폼 기술 개발
- 항체고정 마이크로비드를 활용한 정량, 다중분석이 가능한 플랫폼 기술 개발
- 고감도 다중 면역진단 기술은 열대성 감염병 등 9종 이상의 질병을 단일 샘플과 한 번의 테스트로 현장에서 신속하게 진단이 가능한 플랫폼 기술임
혁신성
기존 지식/기술 대비 성과의 차별성 :- 제품화된 열대성 감염병 진단 키트의 경우, 동시 2종까지만 진단이 가능함. 현재 개발된 본 플랫폼 기술은 POCT분야에서 지배적으로 사용되고 있는 strip 기반 진단 기술의 한계점을 돌파한 정량과 다중 분석이 동시에 가능한 플랫폼 기술임.
우수성
세계최고 수준의 성과와 비교 :주요 기능/사양
| 주요기능/사양 | 내용 |
|---|---|
| 열대성 감염병 바이러스 다중진단키트 | ○ 다중분석능력: 동시 9종 이상 ○ 민감도: 시판 중인 골드기반 스트립기반 진단키트에 비해 우수 |
기대효과 및 향후계획
| 학술적/기술적 기대효과 | 단일 샘플과 한 번의 테스트로 다중진단이 가능하기 때문에 현장에서 heterogeneous 임상샘플의 정확한 진단이 가능할 것으로 기대함. |
|---|---|
| 경제적 기대효과 | 사용이 매우 간편하고 검사시간이 매우 짧으며 고가의 검사장비를 필요로 하지 않아 검사비용의 절감효과가 기대되며, 현재 감염성 질병진단 시장에서 감도가 향상되고 다중진단이 가능한 면역진단 래피드 키트개발 및 제작으로 시장성 확보 기대됨. |
| 기타 기대효과 | 기존 래피드 키트와 동일한 방식으로 작동 가능하여 시장 진입 가능성이 높을 것으로 기대됨. |
| 향후 계획 | 소량의 단일 샘플을 이용하여 9종 이상의 바이오마커를 검출할 수 있는 다중진단 미세유체칩으로서, 지카, 뎅기, 치쿤쿠니아, 마야로, 황열 등 열대성 감염병을 동시에 신속, 현장 진단과 말라리아, 심근경색 등과 같은 다양한 마커를 하나의 칩 상에서 다중 진단가능하며, 다양한 질병 진단에 응용할 계획임. |
성과근거자료
주요연구실적
- SCI 국외 학술지 게재 : Advanced Materials, 29(31), 2017(IF: 19.791)
- 국내특허출원 1건(10-2018-0036512)
- 기술이전 1건((주)라디안큐바이오, 기술료 7,000만원)
- 국내언론보도(아시아경제 외 12건)
- 용역과제 실시((주)라디안큐바이오, 5,000만원/년)
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타미플루 내성 바이러스 신속 진단 키트 개발
- 정주연(한국생명공학연구원)
성과개요
| 연구기관/연구책임자 | 한국생명공학연구원 / 정주연 |
|---|---|
| 과제명 | 기후변화 기인 감염성 병원체 검출용 리셉터 개발 및 POCT 활용기술 개발 |
| 성과개요 | 세계보건기구 (WHO) 보고에 의하면 최근 항바이러스제(타미플루)의 광범위한 사용으로 인하여 타미플루에 내성을 보이는 바이러스의 출현이 증가함 |
| 타미플루 감수성 바이러스와 타미플루 내성 바이러스의 뉴라미니데이즈 표면 구조가 유사한 것으로 알려져 표적 단백질의 특정 구조를 인식하는 검출용 항체 개발에 많은 어려움이 있음 | |
| 기존 진단법은 하나의 아미노산 돌연변이를 검출하기 위한 유전자 검사 기술에 집중되어 있어 분석 시간이 길고, 숙련된 전문 인력과 고가의 분석 장비가 추가적으로 필요하기 때문에 다양한 현장에서 활용하기에는 어려움이 있음 | |
| 타미플루의 수요가 급증하는 대유행 시기에는, 타미플루의 내성 보균자를 신속하고 효과적으로 분류하는 기술 개발이 필요함 | |
| 이에 본 연구팀은 타미플루 내성 바이러스 표면에 선택적으로 결합하는 유기 분자 발굴, 이를 종이 기반 바이오 검출장치(Lateral flow immunochromatography)에 적용하여 타미플루 내성 바이러스를 10분 이내에 별도의 분석 장비 없이 신속하고 간편하게 타미플루 내성 바이러스 감염 여부를 확인함. |
▲ 타미플루 내성 바이러스 검출용 래피드 키트 개념도(좌), 타미플루 내성 바이러스 검출용 래피드 키트를 활용한 타미플루 내성 (Tamiflu resistance)바이러스 검출 결과 (우)
타미플루 감수성/내성 바이러스 (WT/Tamiflu resistance)의 혼합 조건에서도 타미플루 내성 바이러스 검출 키트를 활용하여 고감도로 내성 바이러스만 검출 가능함을 확인한 결과. 내성 바이러스 농도 증가함에 따라 테스트 라인 (TL)의 선명도 증가함
성과내용
주요내용
- 본 연구에서는 2차원 종이기반 현장진단키트의 기술적 어려움을 획기적으로 개선한 3차원 종이기반 현장진단키트를 개발함. 키트 내에서 수 분 내에 신진대사질환 바이오마커인 당, 콜레스테롤, 중성지방의 농도를 정량적으로 동시 다중 측정이 가능하며, 각각 0.3, 0.2, 0.3 mM까지 검출이 가능함. 또한 혈청 내에서도 각 바이오마커들이 10분 내 정량적으로 동시에 검출 가능함을 확인함.
- 타미플루 내성 바이러스의 신속 진단 키트를 개발함.
- 기존 유전자 검사법은 분석 시간이 길고(2-3 일) 숙련된 전문 인력과 확진까지 오랜 시간이 소요되는 단점 존재함. 본 기술은 면역 진단 원리를 기반으로 1) 타미플루 내성 바이러스의 직접적/육안 검출이 가능, 2) 소량의 체액 (콧물)을 이용하여 현장에서 10분 내에 신속/간편하게 진단 가능함.
- 타미플루 감수성/내성 바이러스 혼합 조건에서도 내성 바이러스의 농도에 따라 검출선 (Test line; TL)의 진하기의 차이를 보여, 이 키트를 활용한 내성 바이러스의 정량 분석의 가능성도 확인함.
혁신성
기존 지식/기술 대비 성과의 차별성 :우수성
세계최고 수준의 성과와 비교 :| 성과지표 | 타미플루 내성 바이러스 신속 진단 키트 | 현재 세계최고 수준 |
|---|---|---|
| ○ 진단/검출 시간 ○ 공정단계 ○ 현장 검사 유무 ○ 전문인력 필요유/무 ○ 검출감도 ○ 측정범위 ○ 시료 보관온도 |
○ 10분 이내 ○ 공정 단순화 ○ 현장 검사 가능 ○ 전문인력 불필요 ○ 1*104P FU/mL (103 PFU/rxn) ○ 1mL이하 ○ 실온 보관 (25 oC) |
○ 90-100 분 ○ 다공정 단계 ○ 현장 검사 불가능 ○ 전문 인력 및 추가 장비 필요 ○ 1.6*104 PFU/mL (2.3*104 TCID50/mL) ○ 냉장 보관 (4 oC) |
주요 기능/사양
| 주요기능/사양 | 내용 |
|---|---|
| 타미플루 내성 바이러스 검출 | 타미플루 내성 바이러스 감염 여부를 소량의 콧물을 이용하여 별도의 추가 장비와 전문 인력 필요 없이 신속하게 (10분 이내) 현장 검사가 가능 |
기대효과 및 향후계획
- 고 부가가치의 현장진단 의료기기 시장으로 진입
- 진단 시스템의 생산 비용 절약 및 기존의 해외 기술 의존도 감소
- 내성 바이러스의 치료제 개발 등으로 응용 가능
성과근거자료
주요연구실적 : 특허출원/등록, 학술지, 언론보도 등 기재
- SCI 국외 학술지 게재 : Scientific Reports, 12999, 2018(IF: 4.259)
- 국내특허등록 2건(10-1788454, 10-1575747)
- 국내언론보도(디지털타임스 외 3건)
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