통합 센서 칩, 역병 병원체 등 많은 병원체 감지 - ScienceDaily

아이오와 주립 대학의 Texas A&M AgriLife Research 과학자들과 협력자들은 현재 사용 가능한 방법보다 10배 높은 감도로 많은 질병 병원체를 감지할 수 있는 센서 칩을 개발했습니다.

이 칩은 또한 진단 과정에서 일반적으로 사용되는 화학 염료 시약이 필요하지 않습니다. 이 새로운 기술은 식인성 병원체, 조류 독감 및 COVID-19 감지를 포함하여 식물, 식품, 동물 및 인간의 신속하고 저렴한 현장 진단 기능에 대한 가능성을 보여줍니다.

새 센서의 결과는 약 30분 후에 제공됩니다.

그들의 연구에서 ASC 센서과학자들은 새로운 센서를 사용하여 Phytophthora infestans를 탐지했습니다.. 이 병원균은 감자와 토마토 작물에 특히 위협이 되는 역병을 전 세계적으로 파괴합니다.

이 연구는 달라스의 AgriLife Research 박사후 연구 과학자인 Jinping Zhao 박사와 Dr. Iowa State University의 전기 및 컴퓨터 공학 후보자. 교신 저자로는 달라스에 있는 AgriLife Research의 부교수이자 식물 면역 연구 책임자인 Junqi Song, Ph.D., 아이오와 주립 대학의 전기 공학 교수인 Long Que 박사가 공동 작업자로 참여했습니다. 각 대학의 종자 보조금이 연구 자금을 지원했습니다.

“이 연구는 농업, 식품 안전 및 인간 건강을 개선하기 위한 우리의 가장 큰 기회 중 하나로 부상한 기술을 발전시킵니다.”라고 Song은 말했습니다. “우리 출판물은 질병에 대한 이러한 강력한 도구를 실현하기 위한 단계를 나타냅니다.”

기존 기술 기반

새로운 센서는 DNA를 증폭하여 병원체를 탐지하는 데 널리 사용되는 루프 매개 등온 증폭(LAMP)으로 알려진 기술을 개선합니다.

병원체 DNA와 같은 템플릿에서 증폭된 LAMP 제품을 검출하려면 제품에 형광 염료를 사용하여 “라벨”을 지정해야 하는 경우가 많습니다. 이는 감도가 낮은 비용이 많이 드는 프로세스입니다. 새로운 센서는 이러한 시약 없이 높은 감도로 병원체를 진단합니다. 또한 POC(point-of-care) 사용에 문제를 일으키는 긴 DNA 정제 프로세스를 제거합니다.

새로운 칩은 특수 반응 챔버 내부의 나노포어 박막 센서로 구성됩니다. 프라이머는 나노필름에 고정되도록 고유하게 설계되어 증폭된 LAMP 제품이 센서에 결합되어 휴대용 분광계로 직접적이고 쉽게 측정할 수 있는 신호를 생성합니다.

무엇 향후 계획

LAMP 칩은 초고감도의 라벨이 없는 센서를 사용하여 병원체를 탐지하는 새로운 휴대용 플랫폼을 제공합니다. 연구팀은 이제 아원자극 이하 또는 더 낮은 수준에 대한 감도를 더욱 향상시키기 위해 노력할 것입니다.

이 팀은 높은 염기서열 유사성을 가진 병원체 종과 변종을 감지하고 구별하는 현재의 문제를 상쇄하는 것을 목표로 합니다. 또한 인공지능과 크리스퍼(CRISPR) 유전자 편집 기술을 통합해 검출 특이도를 높이고 정량적 검출을 확립하는 작업도 할 예정이다.

그들의 목표는 식물, 동물 및 인간 건강 현장 진료 애플리케이션에서 광범위하게 채택할 수 있는 실행 가능한 제품을 달성하는 것입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230626164253.htm