미세조류 세포수와 디지털 신호의 정량적 상관관계 정립 - 선박평형수 내 미세조류 검출을 위한 래피드 킷 및 디지털 판독기 표준화

- 와편모조류 4종 (H. triquetra, H. circularisquama, H. pygmaea, Cochlodinium polykrikoides)와 규조류 2종 (Skeletonema costatum, Chaetoceros socialis) 등 총 6종의 배양종을 이용하여, 디지털 측정값과 시료 내 예상되는 미세조류 세포수의 범위를 제시하고자 하였음

- 각 종들에 대한 래피드 킷의 인식능을 세포수, 총 단백질량, 디지털 값을 얻 었음 (표 11). 즉, H. triquetra는 12,000 세포, 총 단백질량 0.9 μg, 디지털 값은 742; H. circularisquama는 10,000 세포, 총 단백질량 0.5 μg, 디지털 값은 736, H. pygmaea는 8,000 세포, 총 단백질량 0.2 μg, 디지털 값은 732, C. polykrikoides는 400 세포, 총 단백질량 1.1 μg, 디지털 값은 719; S. costatum는 470,000 세포, 총 단백질량 2.8 μg, 디지털 값은 745;

Chaetoceros socialis는 494,000 세포, 총 단백질량 7.2 μg, 디지털 값은 695 로 확인되었음

표 11 시험종 6종에 대한 래피드 킷의 인식능 및 디지털 값

- 이들 6종의 미세조류들을 아래의 표 12과 같은 비율로 혼합하여, 총 단백질 을 추출하고, 래피드 킷에 적용하여, 디지털 값을 측정함

표 12 미세조류 혼합비율, 디지털 측정 값 및 세포수

- 이 결과를 근거로 디지털 측정값에 대한 시료 내 미세조류의 세포수를 예측 할 수 범위를 설정하였음(표 13). 즉, 디지털 측정값이 750 이상일 경우, 시 료내 메세조류의 세포수는 최소 80에서 최대 400,000에 이를 것이며, 700-750의 범위라면, 400에서 500,000 세포, 650-700의 범위라면, 1,200에서

1,000,000 세포, 600-650의 범위라면, 2,000에서 3,000,000 세포에 달할 것으로 예측함

표 13 디지털 측정값에 대한 시료내 미세조류 세포수 범위

- 이를 토대로 6회에 걸쳐 실제 해수시료에 대해 적용하였음(표 14). 디지털 값을 2회 측정하여, 그 평균값에 대해 세포수를 예측하였으며, 이를 실제 계 수한 결과와 비교하였음. 그 결과 설정된 범위가 넓기는 하지만, 대개 예상 하는 세포수를 얻을 수 있는 것으로 나타남

표 14 해수시료를 대상으로 한 예상 세포수와 실제 세포수

- 표 14에서 제시한 세포수 예측 범위에서 총 400개의 샘플을 무작위 추출하 여 산점도로 표시하였음 (그림 52). 선형회귀를 이용하여 디지털 측정값과 세 포수 사이의 관계식을 관계식을 도출함

[Y=656523-8320648X + 6514833X² – 2089263X³ (r² = 0.503)]

그림 52 무작위 추출된 시료를 산점도로 표시

제 4장 연구개발목표 달성도

□ 정량적 목표

- 연구과제의 선정평가시 제시한 성과지표는 위의 표와 같음. 제시된 구체적 내용들은 모두 달성하였으며, 공신력을 높이기 위해 각 항목에 대해 (재)부 산테크노파크의 해양생물산업육성센터로부터 시험성적서를 받았음

성과지표 구체적 내용 목표 평가(검증)

방법

기술스펙 (구체적 물성)*

제 5 장 연구개발결과의 활용계획

제 1 절 기대성과

1. 기술적 측면

○ 신속, 간편, 정확한 미세조류 검출 장치를 개발함

- 해양수산부 지원의 “선박평형수 유해수중생물 모니터링 장치 개발”을 통해 미 세조류 검출 래피드 킷을 개발하였음

- 산업통상자원부 지원의 “선박평형수 내 미세조류 검출을 위한 휴대형 디지털화 장치 개발”과제를 통해 개발된 미세조류 검출 래피드 킷과 신호 판독 디지털 장치를 통합하였고, 이러한 연구는 세계적으로 처음 시도된 것임

- 세계 최고 수준의 미세조류 검출 래피드 킷과 판독 편리성을 강조한 디지털 판독기를 결합하여, 일반인이 사용할 수 있는 미세조류 검출 장치 개발 기술을 확보함(관련특허 5건/ 항체생산 세포주 기탁 9건)

- 본 연구에서는 이미 확보되어 있는 이들 래피드 킷과 디지털 판독기의 활용성 을 높이기 위해 미세조류 개체수와 디지털 신호간의 표준화 연구를 계획함 - 디지털 판독기의 특허출원도 진행할 예정임

2. 경제 산업적 측면

○ 우리나라 항만의 국제 허브화

- 본 장치를 이용할 경우, 수 시간 이내에 선박평형수 검증을 완료할 수 있음으 로 선박의 항만 대기시간을 획기적으로 줄임으로써, 물류비용을 절감할 수 있 음

- 물류비용을 절감함으로써 우리나라 항만의 국제 허브 지위 확보에 기여할 것 임

○ 선박평형수 처리설비 시장 점유율 확대와 설비의 고도화

- 선박평형수 처리설비 시장은 우리나라 기업들에 의해 선점되어 있음

- 본 기술 및 장치를 처리설비의 실시간 성능 모니터링과 사후 관리 등에 적용 하면 소비자들의 신뢰도가 높아져 시장 점유율을 확대할 수 있을 것임

- 저렴한 비용에 신속 정확한 설비의 성능 평가가 가능하여 설비의 성능 개선에 기여할 것임

Dalam dokumen 선박평형수 내 미세조류 검출을 위한 래피드 킷 및 디지털 판독기 표준화 (Halaman 46-57)