| 연구개발개요 |
○ 바이오에어로졸 마이크로바이옴 정보에 기반한 유해 미생물/유전자 검측 및 진단 기술개발 - 4차 산업혁명과 함께 각광받고 있는 대용량 염기서열 기반의 Meta-omics 기술을 활용하여 실내공간(대중교통 포함) 내 바이오에어로졸의 전체 마이크로바이옴 정보를 획득하기 위한 방법을 확립할 것임 - 본 연구에서는 검측된 유해 미생물/유전자 진단용 고효율 바이오마커(biomarker)를 선정하고, 실내공간(대중교통 포함) 현장에 적용하여 검측 성능을 검증할 계획임. - 실내공간(대중교통 포함) 바이오에어로졸에서 검측된 유해 미생물/유전자를 대상으로 3세대 디지털 PCR을 수행하여 정량적 데이터를 확보하고, 실시간으로 높은 민감도로 유해성을 진단하기 위한 기술을 개발할 것임 - 최종적으로, 실내공간(대중교통 포함) 바이오에어로졸 전체 마이크로바이옴 정보에 기반하여 유해 미생물/유전자를 고성능으로 검측하고, 유해여부를 신속하게 진단하기 위한 MBT (Molecular Biology Toolkit) 기술을 개발하고자 함 ○ 나노버블을 이용한 유해미생물 제거 기술 개발 - 본 연구에서는 나노버블이 갖고 있는 잠재 에너지(부력, 물질전달력, 폭발력 등)를 이용하여 실내공간에서 바이오에어로졸의 효율적인 제거를 위한 최적 생성방법을 확립하고, 이의 적용성 평가를 수행함 - 실내공간(대중교통 포함) 내 바이오에어로졸에서 검측된 유해미생물 DB 기반 대상물질을 선정하고, 이를 효과적으로 제거할 수 있는 나노버블을 활용한 통합 제거 시스템의 개발 및 최적화 연구를 목표로 함○ 실내공간(대중교통 포함) 내 유해 바이오에어로졸 검측 및 제거 통합시스템 개발 - 개발된 메타오믹스와 나노버블 기반의 기술을 통해 대중 교통 내 유해 바이오에어로졸 검측 및 제거 통합 시스템을 제시하고자 함
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| 최종목표 |
본 연구의 최종목표는 실내공간 내 바이오에어로졸 마이크로바이옴 정보에 기반하여 유해 미생물/유전자 검측 및 진단 MBT 기술 개발하고, 나노버블을 이용하여 유해 바이오에어로졸 제거 기술 개발할 것이다. 개발된 기술을 활용하여, 최종적으로 실내공간(대중교통 포함) 내 유해 바이오에어로졸 검측 및 제거 통합 시스템 개발하고자 한다. ○ 주관연구개발기관(한국해양대학교 산학협력단) 1) Meta-omics를 활용한 실내공간 내 바이오에어로졸 마이크로바이옴 정보 확보2) 유해 미생물 및 병원성 유전자 고효율 검측기술 개발3) 개발된 유해 미생물 검측기술의 진단능력 검증 및 정량화 기술 개발4) 현장진단용 MBT 기술 개발○ 공동연구개발기관(한국산업기술시험원) 1) 바이오에어로졸 제거를 위한 나노버블 발생 최적화2) 나노버블 이용 실험실 규모 바이오에어로졸 제거 시스템 설계3) 마이크로바이옴 DB 기반 바이오에어로졸 내 유해미생물 대상 선정 및 제거 효율 평가4) 실험실 규모의 나노버블 이용 바이오에어로졸 제거 시스템 제작 및 성능평가○ 최종성과1) 실내공간(대중교통 포함) 내 유해 바이오에어로졸 검측 및 제거 통합시스템 개발
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| 연구내용 및 범위 |
○ 바이오에어로졸 마이크로바이옴 정보에 기반한 유해 미생물/유전자 검측 및 진단 MBT 기술개발1. Meta-omics를 활용한 실내공간 내 바이오에어로졸 마이크로바이옴 정보 확보 - 국내외 omics 기반 바이오에어로졸 분야의 연구현황 문헌 조사 및 스크리닝 - 철도, KTX, 지하철, 버스 등 실내공간(대중교통 포함) 내 바이오에어로졸 샘플링 설계 및 실시 - 최신 Bioinformatics 기술을 활용한 바이오에어로졸 마이크로바이옴 분석 - 국내 실내공간(대중교통 포함) 내 바이오에어로졸 마이크바이옴 DB 구축 - 국내외 선행연구 결과와 주요 검측결과 비교평가 2. 유해 미생물 및 병원성 유전자 고효율 검측기술 개발 - 바이오에어로졸 마이크로바이옴 내 잠재적 유해 미생물 및 유전자 스크리닝 - target 유전자(병원성/유해성) 선정 및 검측을 위한 primer/probe 디자인 - 선정된 biomarker의 적용성 및 실효성 평가 - Biomarker를 이용한 유해 미생물 및 유전자 정량적 검측 체계 및 방법 설계3. 개발된 유해 미생물 검측기술의 진단능력 검증 및 정량화 기술 개발 - 마이크로바이옴 정보를 활용한 유해 미생물 검측 최적방법 확립 - digital PCR의 진단능력 비교분석을 통한 성능평가 - target 유전정보를 정량적으로 모니터링할 수 있는 방법 검토4. 현장 진단용 MBT 기술 개발 - 현장에서 바이오에어로졸의 유해성을 실시간으로 검측하고 진단할 수 있는 MBT 설계 - 실내공간(대중교통 포함) 현장 검증을 통한 MBT 기술의 성능평가 - MBT 기술의 성능 최적화 및 안정적 운영을 위한 조건 및 방법 확립 - 개발된 MBT 기술의 상용화 가능성 검토○ 나노버블을 이용한 유해 바이오에어로졸 제거 기술 개발 1. 바이오에어로졸 제거효율 향상을 위한 나노버블 생성 최적화 연구 - 국내외 나노버블 기술 기반 바이오에어로졸(유해 미생물) 제거 연구현황 조사 - 나노버블을 이용한 바이오에어로졸 제거 메커니즘 정립 - 나노버블 발생장치 구성요소 및 운영 방식에 따른 최적의 나노버블 발생 운영 조건 도출2. 나노버블 이용 실험실 규모 바이오에어로졸 제거 시스템 설계 - 나노버블 최적운영 조건을 적용한 바이오에어로졸 제거 시스템 제작 방안 마련 - 실험실 규모의 바이오에어로졸 제거 시스템의 설계안 제시3. 마이크로바이옴 DB 기반 바이오에어로졸 내 유해미생물 대상 선정 및 이의 제거 효율 평가 - 마이크로바이옴 DB 기반 바이오에어로졸 내 유해미생물 대상 선정 - 나노버블을 이용한 대상 유해미생물 제거 효율 평가4. 실험실 규모의 나노버블 이용 바이오에어로졸 제거 시스템 제작 및 최적화 연구 - 나노버블 최적운영 방법을 적용한 실험실 규모의 바이오에어로졸 제거 시스템 제작 - 바이오에어로졸 대상 물질의 제거효율 평가5. 실내공간 내 유해 바이오에어로졸 검측 기술 연계 제거 통합시스템 개발 방안 마련 - 대중 교통 내 유해 바이오에어로졸 검측 기술과 연계한 제거 통합 시스템 개발 방안 도출 - 개발된 나노버블 이용 바이오에어로졸 제거시스템 상용화 가능성 검토○ 실내공간(대중교통 포함) 내 유해 바이오에어로졸 검측 및 제거 통합시스템 개발1. 실내공간(대중교통 포함) 내 바이오에어로졸에서 검측된 유해미생물 DB 기반 대상물질을 선정2. 실험실 규모의 유해 바이오에어로졸 검측 및 제거 통합 시스템 개발
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