초록 ▼

○ 연구목표
적혈구의 광열효과와 마이크로 열 센서를 이용한 적혈구관련 빈혈증 또는 당뇨병을 측정하는 진단기기의 제작 및 이의 임상적 신뢰성 검증
ㆍ 빈혈증 진단 지표물질: Hemoglobin
ㆍ 당뇨병 진단 지표물질: 적혈구 표면 Sialic acid
○ 연구의 내용 및 우수성
● 적혈구의 헤모글로빈에 함유된 철성분은 532nm의 파장의 빛을 흡수하여 가열되는 성질을 가짐. 이것을 광열효과라 하는데 본 연구진은 이러한 적혈구의 광열효과를 측정할 수 있는 열측정 바이오센서를 기 개발하였음.
● 적혈구의

○ 연구목표
적혈구의 광열효과와 마이크로 열 센서를 이용한 적혈구관련 빈혈증 또는 당뇨병을 측정하는 진단기기의 제작 및 이의 임상적 신뢰성 검증
ㆍ 빈혈증 진단 지표물질: Hemoglobin
ㆍ 당뇨병 진단 지표물질: 적혈구 표면 Sialic acid
○ 연구의 내용 및 우수성
● 적혈구의 헤모글로빈에 함유된 철성분은 532nm의 파장의 빛을 흡수하여 가열되는 성질을 가짐. 이것을 광열효과라 하는데 본 연구진은 이러한 적혈구의 광열효과를 측정할 수 있는 열측정 바이오센서를 기 개발하였음.
● 적혈구의 철 양은 빈혈증과 직접적으로 관련이 있음. 즉 빈혈증에 걸린 적혈구의 광열온도 상승은 정상보다 매우 낮아 그 온도차로 헤모글로빈 철의 양을 측정할 수 있었음.
● 또한 기 개발된 센서는 당뇨병 진단에도 응용할 수 있음. 당뇨병에 걸리면 적혈구 표면에 sialic acid의 양이 매우 감소하는데 이것의 측정역시 본 연구진이 개발한 열센서로 가능함. 1)열센서 표면에 sialic acid를 포획하는 분자를 코팅하고 2)정상 적혈구와 sialic acid 결핍 적혈구를 올려놓고 3)세척의 과정을 거치면 정상 적혈구는 표면에 단단히 고정되어 있는 반면 sialic acid가 결핍된 적혈구는 씻겨나가 4)추후 532nm 레이저 조사후의 광열에 의한 온도상승이 서로 다르게 됨.
● 다수의 당뇨병 환자시료를 이용하여 기 개발된 열센서 기반 혈액 분석기기를 최종적으로 개발하였음.

Abstract ▼

Sialic acid (SA, N-acetylneuraminic acid), a negatively charged monosaccharide, is less expressed in diabetes patients than normal people. A simple method for differentiating abnormal erythrocytes from normal erythrocytes based on SA-expression can be a useful diagnostic tool for diabetes. We develo

Sialic acid (SA, N-acetylneuraminic acid), a negatively charged monosaccharide, is less expressed in diabetes patients than normal people. A simple method for differentiating abnormal erythrocytes from normal erythrocytes based on SA-expression can be a useful diagnostic tool for diabetes. We developed such a system by first modifying a sensor surface with SA recognition molecules to capture SA-expressing erythrocytes. Second, the sensor surface was thoroughly washed to remove abnormal erythrocytes more while the normal erythrocytes remained. The remaining cells from the patient's and normal samples were heated with a 532 nm wavelength laser and temperature changes were measured using a resistive temperature detector (RTD). Hemoglobin molecules in the erythrocytes absorb a specific wavelength of photons (532 nm), which is reflected as a temperature change. In total, 15 samples of diabetes patients and 5 of the normal were applied to our system and their average temperature differences (0.32 ℃)betweenpatientsandnormalpeoplewereobvious,indicatingthatoursystemcanbeutilizedforthedirectdiagnosisofdiabetesmel litus.Moreover,weemployedandfabricatedamicrofluidicchannelusingPDMS(poly-dimethylsiloxane)andintegrateditontotheRT Dtopreciselydeliverthecells.Onceagain,samplesofpatients(4 diabetes and 4 normal samples) were testified and almost identical results were obtained, suggesting that the microfluidic RTD can be directly applied to the clinical diagnosis.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 6.1 총괄연구개발과제의 연구성과 실적 및 향후 계획 ... 6
• 6.2 연구성과 유형별 세부 내역 ... 7
• 7. 참여연구원 현황표 ... 8
• I. 총괄현황 ... 11
• 2. 제출문 ... 12
• 3. 보고서 요약서 ... 13
• 4. 요약문 (한글) ... 14
• 5. 요약문 (영문) ... 15
• 6. 연구 성과 실적 및 향후 계획 ... 16
• 7. 참여연구원 현황표 ... 30
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 31
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 32
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 34
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 37
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 38
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 53
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 ... 55
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 55
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 56
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 57
• 10. 참고문헌 ... 58
• IV. 제○세부연구과제 ... 59
• 1. 연구개발과제의 목표 ... 61
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 61
• 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 61
• 4. 참고문헌 ... 61
• IV. 첨부서류 ... 62
• 실적증빙자료 및 첨부서류 목차 ... 63
• 2. 실적 증빙자료 ... 64
• 3. 기타 첨부서류 ... 94
• 끝페이지 ... 98