에어플러그를 구비한 미세유체 진단장치

Dec 24, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12852(2022) 이 기사 인용

1862년 액세스

2 인용

3 알트메트릭

측정항목 세부정보

가공 식품에서 우발적인 알레르기 항원 오염을 식별하는 것은 식품 알레르기 사고를 효과적으로 예방하기 위한 식품 가공 산업의 위험 관리 전략에 매우 중요합니다. 여기서는 표적 핵산 검출을 위한 미세유체 장치를 더욱 개선하기 위해 "에어 플러그인 밸브"라고 불리는 고압 저항 성능을 갖춘 새로 설계된 수동 스톱 밸브를 제안합니다. 에어 플러그인 밸브를 영구 정지 밸브로 구현함으로써 10개의 마이크로 챔버 배열로 순차적 액체 분배를 위해 70 µL/min의 최대 허용 유량을 달성할 수 있습니다. 이는 이전 밸브에서 달성한 것보다 14배 더 높은 수치입니다. 단면 스톱 밸브를 사용한 배열. 또한 우리는 20mm 직경의 원형으로 콤팩트하게 배열된 10개의 마이크로 챔버가 있는 진단 장치를 사용하여 비색 루프 매개 등온 증폭 분석을 기반으로 여러 식품 알레르기 유발 물질(밀, 메밀 및 땅콩)을 동시에 검출하는 방법을 보여줍니다. 60°C에서 60분 동안 분석을 실행한 후, 각각 양성 및 음성 대조 샘플로 사용된 세 가지 유형의 식품 알레르겐과 차 식물의 조합은 마이크로 챔버 간 교차 오염 없이 올바른 테스트 결과를 산출했습니다. . 따라서 당사의 진단 장치는 식품 안전과 보안을 보장하기 위한 빠르고 쉬운 샘플-대답 플랫폼을 제공할 것입니다.

음식 알레르기는 특정 음식에 들어 있는 단백질의 흡입이나 섭취로 인해 유발되는 면역 매개성 이상 반응입니다1,2,3. 식품 알레르기의 발생률과 유병률은 최근 수십 년 동안 증가하여 전 세계적으로 건강 문제를 야기하고 있습니다. 알레르겐은 피부(두드러기), 기도(쌕쌕거림, 기침), 위장관(메스꺼움, 구토, 설사)과 같은 급성 알레르기 반응뿐만 아니라 아나필락시스와 같은 심각한 상태도 유발할 수 있습니다4,5. 현재 식품 알레르기 유발물질 표시는 많은 국가에서 의무사항이며 법으로 제정되어 있습니다. 일본에서는 밀, 메밀, 땅콩, 계란, 우유, 새우, 게 등 7가지 특정 원재료를 함유한 가공식품에 대해 식품 알레르기 표시 규정을 채택하고 있습니다. 지침에서는 알레르기성 단백질을 함유한 모든 식품에 농도가 10mg/kg(ppm)을 초과하는 경우 표시해야 한다고 규정하고 있습니다6. 식품 알레르기가 있는 소비자의 경우 극소량의 알레르기 항원이라도 알레르기 반응을 유발할 수 있습니다7. 따라서 실수로 알레르기 물질로 오염된 가공 식품을 빠르고 쉽게 식별하는 것은 식품 알레르기 사고를 효과적으로 예방하기 위한 식품 가공 산업의 위험 관리 전략에 매우 중요합니다.

다양한 식품 알레르겐을 검출하는 다양한 방법이 평가되었습니다8. ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)는 높은 민감도, 높은 특이성, 사용 용이성 및 높은 시료 처리량이라는 장점으로 인해 표적 단백질의 정량 분석에 널리 사용됩니다. 따라서 이는 식품 산업 및 공식 식품 관리 기관에서 식품 알레르기 유발 물질을 검출하고 정량화하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 분석법 중 하나입니다9,10. 여러 ELISA 기반 면역진단 테스트 키트는 식품 알레르기 유발 물질 검출을 위해 상업적으로 이용 가능합니다11,12,13. 그러나 단백질은 단백질 기반 검출 방법에 사용되는 추출 과정에서 의도하지 않은 단백질 분해에 취약하여 위음성 결과를 초래할 수 있으며, 복잡한 식품 매트릭스에는 간섭하는 유기 성분이 포함될 수 있어 위양성이 발생할 수 있습니다14,15. DNA 분자는 단백질보다 안정성이 높기 때문에 특정 핵산(DNA/RNA) 표적을 증폭시키기 위해 가장 널리 사용되는 방법인 실시간 정량적 중합효소연쇄반응(qPCR)을 비롯한 핵산 기반 검출 방법의 사용이 점차 늘어나고 있습니다. 식품 알레르기 항원 검출에16,17,18,19. 그러나 qPCR 테스트에는 증폭을 위한 정확한 온도 설정점 제어 기능을 갖춘 고도로 훈련된 인력과 고가의 장비(예: 열 순환기)가 필요하므로 비용 효율적이고 사용하기 쉬운 감지 도구가 아닙니다.