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제안 방법
- 다양한 형상 및 크기를 가지는 나노급 스파이크 알루미나 필터에 대한 세포 파쇄 특성을 비교하기 위하여 제작된 6가지 형상의 나노급 스파이크 알루미나 필터를 이용하여 세포파쇄 실험을 수행하였다. 파쇄 후 얻은 용출액은 각각 DNA, 단백질 정량화 방법을 통하여 용출액 내부의 DNA와 단백질의 농도를 측정하였다.
- 본 연구에서는 나노구조화 기술 중에 저비용 및 대면적 나노패턴 구현에 용이한 알루미늄 양극산화 공정을 전해액의 종류, 전해액의 농도, 전압차, 온도에 따라 알루미나 나노포어의 직경이 달라지는 것을 이용하여[11,12] 다공성 알루미나 필터 표면에 나노구조물을 제작하고, 주변 전자장치의 도움 없이 단순히 주사기 필터홀더에 연결해 세포가 포함된 완충용액을 이송시켜 세포외피와 세포핵 모두 파쇄 할 수 있는 간단한 기계적 세포파쇄 방법을 제안하였다.
- 다양한 형상과 크기로 제작된 나노급 스파이크를 가진 알루미나 필터는 상용 필터홀더에 결합된 뒤 주사기에 연결되었으며 공압을 통해 일정한 압력으로 세포가 포함된 PBS 용액을 이송시켰다. 세포 파쇄 후 얻은 용출액 내의 DNA와 단백질의 농도는 정량적으로 측정하여 비교하였다.
- 파쇄 후 얻은 용출액 내의 DNA의 농도를 확인하기 위하여 DNA 분리키트(DNeasy DNA isolation kit, Qiagen)를 통해 용출액 내의 DNA를 분리한 후 DNA가 260 nm 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용하여 분광광도계로 흡광도를 측정하였다. 용출액 내의 단백질 농도 정량화를 위해 브래드포드 정량법(Bradford method)을 이용하였으며 세포 내 펩타이드, 티로신 등의 방향족 아미노산이 브래드포드 용액의 쿠마시블루 염색약과 반응을 할 때 최대 흡광 파장이 465 nm에서 595 nm로 바뀌게 된다.
- 다양한 형상 및 크기를 가지는 나노급 스파이크 알루미나 필터에 대한 세포 파쇄 특성을 비교하기 위하여 제작된 6가지 형상의 나노급 스파이크 알루미나 필터를 이용하여 세포파쇄 실험을 수행하였다. 파쇄 후 얻은 용출액은 각각 DNA, 단백질 정량화 방법을 통하여 용출액 내부의 DNA와 단백질의 농도를 측정하였다. Fig.
- 표면에 나노구조물이 형성된 나노급 스파이크 알루미나 필터를 이용해 세포 외피의 파쇄와 세포핵의 파쇄를 한꺼번에 수행할 수 있는 기계적 세포파쇄를 제안하였다. 다단계 알루미늄 양극산화 공정을 통해 1 µm와 10 µm의 높이를 가진 나노급 스파이크를 각각 다른 형상을 가지도록 제작하였다.
대상 데이터
- 2(c)는 장벽층이 제거된 나노급 스파이크 알루미나 필터의 바닥 부분이며 관통형 나노채널로 제작된 것을 확인할 수 있다. 다양한 형상 및 크기를 가지는 나노급 스파이크 알루미나 필터에 대한 세포 파쇄 특성을 비교하기 위하여 Table 1과 같이 2차 알루미늄 양극산화 공정을 통하여 1, 10 µm 높이의 나노급 스파이크를 제작하였고, 2차 나노포어 확장 공정 시간을 조절하여 ridge, ridge spike, spike 세 종류를 제작하여 총 6가지 형상으로 세포 파쇄 실험을 준비하였다. Fig.
- 제작된 나노급 스파이크 알루미나 필터를 통해 세포를 파쇄하기 위하여 NIH3T3 쥐 섬유아세포를 이용하였다. 세포는 37°C, 5% CO₂의 농도가 유지된 인큐베이터(SANYO, MCO19A/C)에10%의 FBS(fetal bovine serum, Lonza)와 1%의 Penicillinstreptomycin(Lonza)이 포함된 DMEM(Dulbecco`s Modified Eagle Medium, Lonza)에서 배양되었으며, 세포파쇄를 위해 완충액(phosphate buffered saline; PBS) 1 ml에 1×106개의 세포를 준비하였다. 다양한 형상과 크기로 제작된 나노급 스파이크를 가진 알루미나 필터는 상용 필터홀더에 결합된 뒤 주사기에 연결되었으며 공압을 통해 일정한 압력으로 세포가 포함된 PBS 용액을 이송시켰다.
- 제작된 나노급 스파이크 알루미나 필터를 통해 세포를 파쇄하기 위하여 NIH3T3 쥐 섬유아세포를 이용하였다. 세포는 37°C, 5% CO₂의 농도가 유지된 인큐베이터(SANYO, MCO19A/C)에10%의 FBS(fetal bovine serum, Lonza)와 1%의 Penicillinstreptomycin(Lonza)이 포함된 DMEM(Dulbecco`s Modified Eagle Medium, Lonza)에서 배양되었으며, 세포파쇄를 위해 완충액(phosphate buffered saline; PBS) 1 ml에 1×106개의 세포를 준비하였다.
데이터처리
- 제작된 나노급 스파이크 알루미나 필터를 필터홀더에 결합한 후 주사기로 1×106 개의 세포를 포함한 완충용액을 주입하여 세포 파쇄를 수행하였다. 6가지 형상의 나노급 스파이크 알루미나 필터를 이용하여 세포파쇄 후 얻은 용출액의 DNA와 단백질의 농도는 정량적 방법으로 측정한 뒤 비교하였다. 실험 결과, 세포 외피의 파쇄율은 나노급 스파이크의 형상이 첨예할수록 높았으며, 나노급 스파이크의 길이가 길수록, 파쇄된 세포의 세포막이 적층된 후에도 세포파쇄가 가능하였다.
이론/모형
- 파쇄 후 얻은 용출액 내의 DNA의 농도를 확인하기 위하여 DNA 분리키트(DNeasy DNA isolation kit, Qiagen)를 통해 용출액 내의 DNA를 분리한 후 DNA가 260 nm 파장의 빛을 흡수하는 성질을 이용하여 분광광도계로 흡광도를 측정하였다. 용출액 내의 단백질 농도 정량화를 위해 브래드포드 정량법(Bradford method)을 이용하였으며 세포 내 펩타이드, 티로신 등의 방향족 아미노산이 브래드포드 용액의 쿠마시블루 염색약과 반응을 할 때 최대 흡광 파장이 465 nm에서 595 nm로 바뀌게 된다. 파쇄 후 얻은 용출액과 브래드포드 용액을 반응시킨 뒤 595 nm 파장에서의 흡광도를 분광광도계로 측정하였다.
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