초록 ▼

연구결과:
○ 2008년도 노벨화학상은 Live cell 내부의 단백질들의 활동을 광학적으로 실시간 모니터할 수 있는 기술의 초석을 이룬 초록 형광 단백질(Green Fluorescence Protein) 및 이를 이용한 생체이미징 기술에 공헌한 Shimomura, Chalfie, Tsien 에게 돌아갔다. 초록 형광 단백질(GFP)은 1962년에 처음 발견된 이후 지금까지 이것을 기반으로 한 여러 가지 살아있는 생체세포에 대한 실시간 모니터링 기술의 발전에 크게 기여하였는 데, 그중에서도 Fluorescence Microsc

연구결과:
○ 2008년도 노벨화학상은 Live cell 내부의 단백질들의 활동을 광학적으로 실시간 모니터할 수 있는 기술의 초석을 이룬 초록 형광 단백질(Green Fluorescence Protein) 및 이를 이용한 생체이미징 기술에 공헌한 Shimomura, Chalfie, Tsien 에게 돌아갔다. 초록 형광 단백질(GFP)은 1962년에 처음 발견된 이후 지금까지 이것을 기반으로 한 여러 가지 살아있는 생체세포에 대한 실시간 모니터링 기술의 발전에 크게 기여하였는 데, 그중에서도 Fluorescence Microscopy, Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) Microscopy, Two-photon Microscopy, Fluorescence Lifetime Microscopy (FLIM), Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET), 등의 광 이미징기술은 최근 들어 수많은 생명과학 분야에서 이용되고 있다.
○ 이와 같은 새로운 광 이미징 기술은 21세기 생명과학의 최대 과제라고 할 수 있는 생체세포의 분화, 발생, 진화, 사멸에 관련된 신비를 풀기 위한 live-cell 모니터링을 위한 현존하는 유일한 기술로 평가되고 있으며, 그 중에서도 레이저기반의 Broad band 소스와 이를 이용한 Spectroscopic Imaging기술과, 실시간 3차원 이미징 기술, 그리고 위상현미경 기술은 21세기 생명과학의 발전에 가장 핵심적이고 필수적인 기술로 평가되고 있다.
○ 이에 본 “3차원 나노 광 이미징 시스템 연구단”에서는 3차원 live-cell 이미징 시스템 기술의 핵심이 되는 Spectroscopic Microscopy 기술과, 이에 필요한 펄스형 레이저 기반의 Broad band 광원 및 이를 이용한 초고속 Spectrum 분석 기술, 비선형 광학 현상을 이용한 3차원 이미징 기술, 그리고 나노입자를 이용한 새로운 광 나노 위상 현미경 기술 등을 제안하고 이의 실현을 위한 창의적이고 체계적이며 장기적인 기반 기술 연구를 수행할 것을 목표로 한다.
○ 1단계에서는 생체세포 관찰을 위해 형광 프로브를 이용한 새로운 functional confocal microscopy와 광 간섭 현미경과 관련된 광 이미징 시스템들을 제안하고, 이를 실현하기 위한 Broad band 광원 및 초고속 측정기술을 연구할 계획이다. 그리고 이를 이용한 생체세포 관찰용 이미징 시스템의 초기 가능성 타진 및 그 실현여부를 탐색하는 것을 목표로 한다.
○ 2단계에서는 1단계에서 얻은 연구결과를 바탕으로 나노입자 및 양자점 프로브를 이용한 3차원 스캐닝현미경 및 3차원 위상현미경 시스템을 구현하고 이를 이용한 Live cell 관찰을 위한 3차원 나노이미징 시스템의 구현을 목표로 한다.
○ 3단계에서는 생명과학 연구팀과의 공동연구를 통해 2단계에서 개발된 3차원 나노 이미징 시스템을 생체세포 연구에 적용하고 그 세부 기술을 개발하여 3차원 나노 이미징 시스템의 생체세포 연구에의 적용에 중점을 두고 그 시스템의 상용화를 위한 연구개발 및 실용화에 대한 연구를 수행할 계획이다.

Abstract ▼

Result:
○ The Novel prize in chemistry 2008 was awarded to Shimomura, Chalfie, Tsien for the initial discovery of green fluorescence protein (GFP) which have led its use as a fluorescence probe in bio imaging. After its first discovery in 1962, GFP has contributed a lot in developing various real

Result:
○ The Novel prize in chemistry 2008 was awarded to Shimomura, Chalfie, Tsien for the initial discovery of green fluorescence protein (GFP) which have led its use as a fluorescence probe in bio imaging. After its first discovery in 1962, GFP has contributed a lot in developing various real-time live-cell monitoring techniques such as Fluorescence Microscopy, Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) Microscopy, Two-photon Microscopy, Fluorescence Lifetime Microscopy (FLIM), Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET).
○ GFP based optical imaging technology is considered to be the only possible way to visualize live-cell interactions and activities such as cell division, differentiation, evolution and death, which are major unknown mysteries in bio science. Among many optical live-cell monitoring technologies, laser based broadband sources and their spectroscopic applications in bio science, 3D imaging technology and phase imaging technology are considered to be the most promising real-time live-cell imaging schemes.
○ Our "Center for 3D Nano Optical Imaging System" is to do fundamental research that can be applied to develop new optical imaging systems for real-time 3D live-cell monitoring. This includes structured and creative research on developing new measurement methods for ultrafast spectroscopic imaging, 3D imaging method with nonlinear optical phenomena, phase microscopy with recently available nano probes.
○ During the first 3 year period of our research, we will propose new functional confocal microscopy and interference microscopy systems based on optical fluorescence probes. We will realize ultrafast measurement methods based on broad band light sources and study their possible applications in real-time live-cell imaging.
○ During the second 3 year period, we will utilize the results of our research on functional confocal and interference imaging schemes to verify the usages of metallic nano particles, quantum dots and magnetic nano particles in developing new optical imaging methods for 3D live-cell imaging.
○ The last 3 year period of our research will be concentrated on practical applications of our proposed bio imaging system technologies for practical bio science and medical applications. Active collaborations between our group and many domestic and international biomedical research groups are expected for the practical usage and commercialization our research on 3D nano optical imaging systems in this stage.

목차 Contents

• 리더연구자지원사업(창의적연구) 최종보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 20
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 21
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 22
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 24
• 8. 참고문헌 ... 24
• 9. 연구성과 ... 25
• 10. 연구기자재 현황 및 활용 ... 28
• 11. 기타사항 ... 28
• 끝페이지 ... 33