특허 개요
본 특허는 식품과 사료 등에 포함될 수 있는 아플라톡신 G1을 선택적으로 찾아내거나 분리하는 DNA 앱타머 기반 검출·분리 기술입니다. 변형 GO-SELEX로 AFG1에 결합하는 DNA 서열을 선별하고, 이를 금 나노입자 표면에 고정해 표적 결합에 따른 응집·색 변화로 검출하거나 자성비드 및 비드 컬럼에 적용해 표적을 포획·분리합니다. 선별된 앱타머는 서열번호 2 또는 서열번호 3을 포함하며, 금 나노입자 비색센서와 앱타머 고정 비드 컬럼으로 구현할 수 있습니다.
- 핵심 기능
그래핀 옥사이드와 AFG1의 비특이 결합을 이용하는 변형 GO-SELEX로 AFG1 결합 DNA를 선별하고, AFB1·AFB2를 카운터 타깃으로 도입해 선택성을 평가합니다. 선별 앱타머는 금 나노입자 응집에 따른 색도·UV 흡광도 변화로 AFG1을 검출하거나, 고정화 비드가 충진된 컬럼에서 시료 내 AFG1을 포획·분리합니다.
- 차별 강점
기존 ELISA, 크로마토그래피 및 분광 분석은 장비가 갖춰진 실험실, 숙련 인력, 분석 시간 또는 유해 용매가 필요할 수 있습니다. 본 기술은 시험관 내 합성이 가능한 DNA 앱타머를 인식물질로 사용하고 금 나노입자 색도 신호를 결합해 간편한 현장 선별검사 가능성을 제시하며, AFG1-3은 공지 앱타머 A26·A34과 비교 시 AFG1에 대한 민감도와 특이도에서 차이를 보였습니다.
- 활용 범위
기술·연구 측면에서는 식품·사료 안전성 검사, 농산물·견과류의 곰팡이독소 선별, 환경 시료·폐기물 모니터링, 앱타머 기반 바이오센서 연구에 활용 가능하며, AFG1 선택적 분리 공정으로도 확장할 수 있습니다. 사업 측면에서는 금 나노입자 비색 진단 키트, 현장형 식품안전 검사 제품, 사료 품질관리 솔루션, 앱타머 고정 비드·컬럼 기반 정제 제품으로 확장할 수 있습니다.
연구 개발 단계
변형 GO-SELEX로 확보한 AFG1-1～AFG1-7 중 AFG1-2와 AFG1-3의 결합력을 평가하고, 금 나노입자 기반 색도·UV 흡광도 분석으로 AFG1 검출 가능성을 확인했습니다. AFG1-3은 AFB1·AFB2 및 공지 앱타머 A26·A34와의 비교에서 AFG1 선택 반응을 보였으나, 실제 식품·사료 복합 시료에서의 정량 성능과 현장 적용성은 추가 확인이 필요합니다.
- 분석 시료: 변형 GO-SELEX로 선별한 AFG1-1～AFG1-7, AFG1-2 및 AFG1-3
- 비교 항목: AFB1·AFB2 및 공지 앱타머 A26·A34
- 분석 조건: 금 나노입자 2.2nM, 앱타머 1uM, 상온 각 30분 반응, NaCl 1M 응집 유도, 표적별 20nM 특이도 시험
현재 성과
AFG1-2 및 AFG1-3과 금 나노입자를 이용해 AFG1을 검출할 수 있음을 확인했습니다. 앱타머와 표적의 결합에 따른 금 나노입자 응집 및 색 변화, UV 흡광도 변화를 검출 신호로 활용하는 방식입니다. 실제 식품·사료 시료에서의 정량 성능은 PoC로 확인이 필요합니다.
총 8회의 선별과정과 클로닝·염기분석을 통해 7종의 AFG1 특이 핵산 구조체를 확보했습니다. 금 나노입자 기반 UV 흡광도·색도 분석에서 AFB1·AFB2를 비교 항목으로 두고, AFG1-3과 공지 앱타머 A26·A34의 민감도 및 특이도를 비교 평가했습니다.
AFG1-3은 AFG1에만 특이적으로 반응했으며, 비교된 A26 및 A34은 AFB1과 AFB2에도 반응했습니다. 그래핀 옥사이드 기반 변형 GO-SELEX로 앱타머를 선별하고, 이를 금 나노입자 비색 검출과 앱타머 고정 비드 컬럼 분리에 함께 적용하도록 구성한 점이 차별성입니다.
상용화까지 남은 부분
실제 식품·사료 등 복합 매트릭스에서의 정량 성능과 간섭 영향 검증
시료별 회수율·재현성 및 앱타머·금 나노입자 시약의 저장 안정성 평가
현장 사용을 위한 키트 제형·판독 방식·사용 절차의 표준화 및 실증
기술 이전 형태·도입 과정
도입은 이렇게 진행됩니다.
검토 미팅
귀사 상황·데이터 구조 기준으로 적합성을 논의합니다. 자료 검토만으로 끝나도 됩니다.
PoC 공동 검증
연구팀 동행 하에 귀사 데이터 기준 재학습·성능을 확인합니다.
라이센싱 계약
PoC 결과를 기반으로 희망 형태(실시권·공동연구 등)를 협의합니다.
기술지도·후속
도입 초기 기술지도, 필요 시 후속 공동연구·정부과제 연계까지 진행합니다.
특허 정보
아플라톡신 G1에 특이적으로 결합하는 DNA 앱타머 및 이의 용도
DNA aptamer specifically binding to Aflatoxin G1 and use thereof
10-2020-0091838 (2020.07.23)
1020220014363 (2022.02.07)
1025030210000 (2023.02.20)
구만복, 토아 트란 티 탄
고려대학교 산학협력단
고려대학교 산학협력단