형광 빠른 탐지: 바이오센서의 응용은 꿈이 아니다. 중코마량 생물공학유한공사 기술이사 김정화 교수를 방문한다.

ATP 형광법은 반딧불이의 발광 원리에 따라 발전한 일종의 빠른 검출 기술이다. 반딧불이는 화학 물질의 화학 에너지를 빛 에너지로 변환하는 생물 촉매를 합성할 수 있기 때문에 반딧불 형광소 효소 (형광소 효소), D- 형광소, ATP (삼인산 아데노신, 모든 세포 생물이 생산할 수 있는 에너지 물질) 를 합성할 수 있기 때문이다. 유산소 조건 하에서 형광소 효소는 형광소를 촉매하여 산화 형광소를 생산하고 형광을 방출한다. 이러한 조건이 충족되면 반딧불 이외의 시스템에서도 형광을 방출할 수 있다. 일찍이 1950 년대 말, 미국 항공우주국은 반딧불 형광소 효소를 이용하여 빠른 초미립 ATP 검출 기술을 세웠다. 1960 년대 말, 지구의 토양 샘플에서 ATP 가 검출되어 달과 화성에 생명체가 있는지 여부를 탐지하는 데 적용되었다. 곤충 형광소 효소에 기반한 ATP 검사의 상업적 응용은 1980 년대 말에 시작되었는데, 처음에는 반딧불 유충을 배양하여 형광소 효소를 얻었다. 유전 공학 기술의 발전과 응용으로 과학자들은 반딧불 세포에서 반딧불 효소를 코딩하는 유전자를 추출하여 세균 세포로 들여왔다. 이렇게 생물학적 발효를 통해 단 10 여 시간 만에 대량의 곤충 형광소 효소를 얻을 수 있다.

2003 년 중코마량은 중과원 개발소 김정화 교수가 발명한' 형광소 효소 유전자를 함유한 새로운 균주 및 곤충 형광소 효소 생산' 특허 프로젝트를 도입했다. 몇 년간의 산업화 탐구를 거쳐 마침내 2005 년 이후 자주지적재산권을 가진 곤충 형광소 효소와 곤충 형광소 효소제를 대량 생산하기 시작했고, 2007 년 관련 검사 제품의 배합을 완성하여 식품 샘플 중 세균 총수의 빠른 검사를 실현하였다. 곤충 형광소 효소를 기반으로 한 ATP 형광 검출 원리는 ATP 가 존재하는 경우에만 곤충 형광소 효소가 곤충 형광소 효소의 반응을 촉진하고 형광을 생성할 수 있다. 따라서 형광소 효소와 형광소 효소가 너무 많으면 형광강도는 반응체계에서 ATP 의 양에만 달려 있다. 검체 속 세균을 예로 들면 세포가 많을수록 ATP 가 많을수록 형광이 강해진다. 즉, 특정 조건 하에서 형광 값은 ATP 의 양과 선형 관계를 이룹니다. 또한 형광 값은 광도계를 통해 쉽고 정확하게 측정할 수 있습니다. 따라서 샘플에서 비세균 ATP 간섭을 제거할 경우 상대적 형광 값과 세균 세포 수의 관계 곡선을 얻은 다음 순수 ATP 의 상대적 형광 값과 세균 세포 수의 표준 곡선을 기준으로 샘플의 세균 세포 수를 신속하게 결정할 수 있습니다.

ATP 빠른 감지 시스템의 구성과 기능은 현재 반딧불 발광 원리에 따라 생물량, 효소, 대사물 검사에 사용되는 응용 시스템이 많다. 다양한 테스트 시스템의 응용 목적, 작동 방법 및 샘플 소스는 다르지만 다음과 같은 구성 요소가 포함됩니다.

1. 시약 시스템 시약 시스템에는 형광반응을 촉진하는 데 필요한 모든 시약 및 효과적인 ATP 추출 시약 등이 포함되어 있습니다. 구체적으로 체세포 분해 시약 그룹, 세균 세포 분해 시약 그룹, 형광반응 시약 그룹을 포함한다. 체세포가 시약 그룹을 분해하면 샘플 중 비세균 세포 (체세포) 를 특이하게 분해하고 ATP 를 방출한 다음 비색컵 바닥의 필터막을 통해 제거할 수 있다. 세균 세포가 시약 그룹을 분해하는 주된 역할은 세균 세포를 효과적으로 분해하고 ATP 를 방출하여 검출하는 것이다. 한편, ATP 분해를 피하기 위해 검사 결과의 진실성에 영향을 미치기 위해 세균 세포가 시약 분해되면 ATP 분해 효소가 빠르게 비활성화될 수 있어야 한다. 형광 시약 그룹에는 형광소와 샘플의 세균 ATP 와 상호 작용하고 형광을 방출하는 형광소가 포함되어 있다.

2. 샘플러 및 샘플 사전 처리 장치이 섹션에는 다양한 물리적 상태에서 테스트할 샘플을 정량적으로 얻을 수 있는 샘플러, 체세포 배출된 ATP 를 가압하는 가압기, 반응용 막비색접시, 샘플 농축용 컵 선반, 전용 농축기 등이 포함됩니다.

현미경 광도계 현미경 광도계, 즉 마이크로 형광 검출 장비. 필요에 따라 광도계에는 형광값을 측정하고 표시하는 화면 외에도 개인용 컴퓨터 또는 자동 프린터와 결합된 외부 인터페이스가 있어 제품 품질 또는 위생 모니터링 추세 분석을 위한 관련 데이터를 기록하고 저장할 수 있습니다.

ATP 빠른 탐지 기술의 장점은 일반적으로 빠른 감지를 위해 대기 중인 샘플에 의존하여 반응 과정에서 쉽게 감지할 수 있는 소리, 빛, 자기 등의 신호를 생성할 수 있다는 것입니다. 쉽게 감지할 수 있는 형광을 만들어 ATP 형광을 신속하게 감지할 수 있습니다. 건강 모니터링 방면에서, 정기적인 검진은 비교할 수 없는 장점을 가지고 있다. 연습과 문헌에 따르면 빠른 감지 시스템에서 감지한 형광값, 즉 총 ATP 값 (세균과 음식물 찌꺼기의 ATP) 을 건강모니터링 지표로 사용하는 것은' 시효성' 이든 실제 효과든 눈시측이나 세균 플레이트 수보다 훨씬 낫다는 것을 알 수 있다. 이에 따라 ATP 총량은 건강상태의 좋고 나쁨을 판단하는 기준으로 사용될 수 있다고 생각하는 사람들도 있다.

1. 세균이 LB 배양기에서 육안으로 볼 수 있는 균군으로 자라더라도 빠르고 정확한 일반 플레이트 계산법으로 총 세균 수를 검출한다. 샘플 희석이 고르지 않기 때문에, 균락은 종종 두 개 이상의 세균 세포로 이루어져 있으며, LB 배양기는 산소나 반산소 세균의 성장에만 적합하다. 그래서 이런 세균의 수량만 얻을 수 있다. ATP 형광 빠른 탐지법은 모든 세균, 곰팡이, 조류, 1-5 분 동안 실시간 검사 결과를 감지할 수 있어 조작이 간단하고 시간이 짧습니다. 태블릿 계산법은 1-5 일이 걸려서 실제 위생 상태를 반영하기 어렵다.

2. 샘플량이 작습니다. 형광소 효소는 ATP 에 매우 민감하기 때문에 발광반응을 통해 0. 1 피케 분자 (10- 12 무어) 이하의 ATP 를 감지할 수 있으므로 세균 함량이 낮은 샘플을 검출하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 0.45um 막 여과멸균된 맥주의 세균 함량은 매우 낮아 통상적인 방법으로 검출할 수 없고, ATP 형광 농도로 검출할 수 있다. ATP 빠른 탐지 기술의 응용' ATP 형광 빠른 탐지 시스템' 은 1990 년대부터 전체 모니터링에 사용되었습니다. 반딧불이의 발광 원리에 따라 성공적으로 개발되어 시장에 내놓은 제품이 많다. 중코마량은 식품 음료 유제품의 전 과정 모니터링에 사용할 수 있는 ATP 형광 신속 감지 시스템을 개발했다. 생산 가공 전에 생산 시설의 세척 소독 효과와 원료의 총 세균 수를 검출하는 데 사용할 수 있다. 가공 생산 과정에서 생산 설비의 주요 통제 지점 (예: 급수, 환기 밸브) 에 사용할 수 있는 위생 모니터링은 유제품 발효 음료, 주류의 특수 미생물 총수 검사에 영향을 미친다. 가공생산 후 완제품의 오염균 총수를 검출하는데 사용할 수 있다. 또한 환경 보호, 수정, 세관, 검역 등 법 집행 기관이 각종 샘플에서 미생물 (세균 총수) 을 신속하게 검사하는 데도 사용할 수 있다. HACCP 에서의 ATP 빠른 감지의 응용은 식품 생산 라인이나 주변 위생 환경에 대한 연구를 통해 태블릿 계산법으로 얻은 생산 라인의 한 지점에서 세균의 총수가 적거나 무균인 반면 ATP 형광 검출법으로 얻은 ATP 값이 높으면 이 검사점 후기에 대량의 미생물이 생기기 쉽다는 사실이 밝혀졌다. 분석 결과 ATP 형광에서 검출된 총 ATP 값은 잔류물과 미생물에서 나온 것으로 나타났다. 그리고 대부분의 경우 미생물의 비율은 매우 작습니다. 따라서 ATP 형광 검출의 ATP 값을 통해 검사점이 세균 세포의 ATP 값에 따라 변환된 세균 군집의 총 수가 아니라 다시 오염될지 여부를 확인할 수 있지만, 다른 생산 라인의 다른 검사점에 대한 ATP 임계값을 결정하는 것이 관건이다. 이에 따라 선진국은 이미 HACCP 에서 ATP 형광 검사를 사용하여 식품 원료와 소독 후 식품 원료 접촉 표면이 위생 기준에 부합하는지 평가했다. 그런 다음 미생물 오염을 일으키기 쉬운 핵심 부위를 중점적으로 감시한다. 예를 들어, ATP 의 빠른 테스트를 통해 일반적인 소독에서 새로 생산된 간헐적인 시간 동안 오염의 가능성을 판단할 수 있습니다. 그런 다음, 본 단위의 상황과 위생 요구 사항을 모두 충족하는 ATP 수치 범위를 제정한다. 포켓 ATP 빠른 검출기의 응용은 현재 포켓 ATP 빠른 검출기가 생활의 모든 측면에 적용되고 있으며, 식품 방면에서의 응용은 주로 식당과 기차의 식기 위생 상태를 검사하는 것이다. 중국 철도부는 2008 년 올림픽을 앞두고 선양중코마량생물공학유한공사의 휴대용 고속탐지기를 열차에 사용해 간접 염소 이온 검사법 대신 식기 위생 검사를 실시하기로 했다. 또한 형광소 효소를 기반으로 한 ATP 빠른 검사는 수돗물 검사, 양동이수 무균 검사, 군사 야전 음식에서의 탄저병 검사, 환경 모니터링, 임상 검사 등 다른 분야와 용도에도 적용될 수 있습니다.