스트레스 지표 중의 하나인 바이오마커를 정량적으로 측정하고, 동물의 건강상태를 실시간으로 관리하기 위한 바이오센서 모듈 기술
o 동물의 타액에는 정신적/육체적 건강상태를 측정하는 지표인 바이오마커가 다량 함유되어 있음.
o 타액에 존재하는 바이오마커 중에서 스트레스와의 유효성 및 상관성을 가지는 바이오마커에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나, 현재 면역효소측정법(ELISA) 기술이 범용적으로 연구되고 있는 상황임.
o ELISA 기술은 높은 정밀도 및 안정성이 확보되어 바이오센서 기술에서 범용적으로 활용되고 있으나, 전용장비, 장시간의 분석시간 그리고 복잡한 공정이 요구됨에 따라 현장에서 실시간 활용 측면에는 한계성이 있음.
o 그리고 축산 양돈 시장 뿐만 아니라 최근 급격히 성장하고 있는 반려동물 건강관리 시장에서 타액 기반의 건강관리기술은 대안책으로 부각되고 있으나, 바이오마커 기반의 스트레스 측정 기술은 초기 수준에 해당하고 있다. 따라서 간단하고, 휴대용 스트레스 측정 기술이 절실히 필요한 실정임.
o 현재 가축 질병의 진단 기술은 장시간이 소요되고, 전문 인력의 투입과 전용 장비에 의하여 이루어지고 있는 상황으로, 본 기술은 질병의 근원적 원인 중에 한가지인 스트레스, 면역력 변화를 실시간으로 현장에서 바이오 센서 칩으로 간편하게 진단할 수 있는 기술임.
o 본 기술은 동물의 타액에 존재하는 다양한 바이오마커를 전용장비(ELISA) 없이, 센서칩 어레이 기술을 활용하여 다종의 바이오마커를 동시 측정하는 다기능 바이오 센서 기술임.
o 바이오센서 모듈은 측정 대상 시료 (생체 시료: 타액)를 활용하여 시간적, 공간적 제약 없이, 간단한 방식으로 전문지식 없이 바이오마커의 농도를 현장에서 정량적으로 측정하고, 서버에 실시간으로 결과를 전송하는 특징이 있음.
o 바이오센서 모듈 시스템은 휴대용 바이오센서 모듈, 플루이딕 채널 기반의 일회용 바이오센서 칩, 모바일 단말기 앱으로 구성되어 있으며, 바이오센서 칩은 3채널로 구성되어, 생체 시료의 투입으로 3종의 바이오마커 농도가 정량적으로 측정되게 됨.
o 바이오마커의 농도 측정은 생체시료가 투입된 바이오센서 칩을 바이오센서 모듈에 삽입하고, 측정을 하면 자동적으로 진행되어 결과가 디스플레이되며, 결과는 모바일 단말기와 연동되어, 특정 서버에서 농도결과를 실시간으로 표시가 가능함.
o 측정된 바이오마커의 결과는 바이오센서 모듈과 서버에 누적기록 저장되어, 스트레스 및 건강관리의 지표로 활용이 가능함.
o 기술명 : 돼지 스트레스 측정 기술
- 바이오센서 칩 제작 기술
- 3종 바이오마커 동시 측정 기술
- 스트레스 실시간 관리 기술
o 기술명 : 돼지 스트레스 측정 기술
- 돼지 스트레스 측정 기술 시험절차 및 결과서
- 돼지 스트레스 측정 바이오센서 모듈 설계도 및 회로도
- 돼지 스트레스 측정 메뉴얼
- 돼지 스트레스 측정 바이오센서 칩 제작 기술
o 주요 적용 분야
- 돼지 스트레스 측정 모듈: 양돈 축산 농가, 동물위생시험소, 검역본부, 동물병원, 수의사, 돼지 건강관리 관련 기관/업체
- 반려동물 스트레스 측정 모듈: 동물병원, 동물위생시험소, 검역본부, 수의사, 반려동물 건강관리 관련 기관/업체, 반려동물 가정
o 기대효과
- 현재 국내에는 약 5,000 농가에서 약 1,000만두의 돼지를 사육하고 있으며, 1년에 약 500만두의 돼지가 폐사(돼지 출하가를 40만원으로 가정할 때 평균 손실액을 환산하면 약 1조원 규모)하고 있는 실정임. 평균적으로 농가당 2,000두를 사육하면 1년에 1,000두가 폐사하며 이를 평균 손실액으로 환산하면 연간 2억원 규모임. 돼지의 타액에는 정신적/육체적 건강상태를 표시하는 지표인 바이오 마커가 다량 함유되어 있는 상황으로 타액 기반의 바이오센서를 활용하여 돼지의 면역력 모니터링 방법이 개선되면, 돼지의 생존율 및 출하효율 개선에 획기적으로 기여할 것으로 예상됨.
- 농림축산식품부에 의하면 2012년 9,000억원 이었던 국내 반려동물 시장 규모는 2020년 46,000억원으로 5배 증가를 전망하고 있음. 급격히 증가하는 반려동물 시장에서 가축의 스트레스 변화 인지 및 면역력 저하 탐지 기술은 양돈 기업의 수익성 향상과 반려동물 관련 시장에서 신규 시장 형성에 획기적으로 기여할 것으로 예상됨.