초록 ▼

<< 핵심기술 >>
◈ 초고분해능 광학 이미지 취득/복원 이론 연구 및 나노입자 이미징 기술 개발
- 비선형광학 고차 구조조명 이미징 기술의 토대가 되는 간섭성 구조조명 광학이론 체계와 초고분해능 이미지 재구성 알고리듬 구현법을 확립하였으며, 이를 확장하여 2차원 등방성 초고분해능을 위한 3방위 간섭성 구조조명을 기술을 제안하고, 무표지 시료에 적용 가능한 4광파혼합분광 구조조명 이미징 기법을 고안하였으며, 이를 이용하여 형광 나노입자 분포를 초고분해능으로 이미징할 수 있는 전시야 투사현미경 장비와 레이저 스캔 구조조명

<< 핵심기술 >>
◈ 초고분해능 광학 이미지 취득/복원 이론 연구 및 나노입자 이미징 기술 개발
- 비선형광학 고차 구조조명 이미징 기술의 토대가 되는 간섭성 구조조명 광학이론 체계와 초고분해능 이미지 재구성 알고리듬 구현법을 확립하였으며, 이를 확장하여 2차원 등방성 초고분해능을 위한 3방위 간섭성 구조조명을 기술을 제안하고, 무표지 시료에 적용 가능한 4광파혼합분광 구조조명 이미징 기법을 고안하였으며, 이를 이용하여 형광 나노입자 분포를 초고분해능으로 이미징할 수 있는 전시야 투사현미경 장비와 레이저 스캔 구조조명 현미경 기술을 개발하였음. 또한 단일벽 탄소나노튜브를 측정할 수 있는 비선형 분광법을 기반으로 순간흡수 현미경 장비를 구축하고, 반도체/금속성 탄소나노튜브를 동시에 구별 검출하는 이미징 시스템을 개발하였음.

◈ 세포수준 나노독성평가를 위한 표준절차서 개발 및 이에 필요한 측정기술 표준화
- 나노입자의 크기별, 세포주별에 따른 독성 차이를 측정하고 분석하여 독성기전의 실마리를 제공하기 위해 특성이 조절된 실리카 나노입자와 단일벽 탄소나노튜브 분산수용액을 제조하는 기술과 형광 및 표면전하조절이 가능한 실리카 나노입자 제조방법을 확립하여 세포수준 나노독성평가에 호라용하고,국제공동연구 (OECD WPMN, 스위스 EMPA공동연구, ISO/TC 229 비교연구) 및 국제표준 측정절차 개발 (ISO standards)에 활용함

◈ 세포수준의 나노안전성 기전 규명
- 특성이 잘 조절된 나노입자의 세포 도입에 따른 세포활성, 사멸, 단백체 변화분석등을 통해 나노독성발현의 메커니즘을 분석하고 나노입자의 크기별, 세포주별의 나노독성 경로의 차이와 공통점을 파악
- 실리카 나노입자의 혈관내피세포에의 영향에서 ER 스트레스 및 자가포식작용의 연관성을 규명
- 실리카 나노입자에 의한 세포 분화 영향을 파악하고자, 갈색지방세포 분화에 미치는 영향을 분석함으로써 나노입자에 의해 갈색지방세포 분화가 억제되며 크기에 의존적인 현상임을 규명함

( 출처 : 요약서 3p )

Abstract ▼

Ⅳ. Results
○ Establishment of preparation methods for well-dispersed silica nanoparticles with controlled size, surface charge and fluorescent properties as well as well-dispersed titanium dioxide nanoparticles and single walled CNT in aqueous suspensions
○ Establishment of standard methods fo

Ⅳ. Results
○ Establishment of preparation methods for well-dispersed silica nanoparticles with controlled size, surface charge and fluorescent properties as well as well-dispersed titanium dioxide nanoparticles and single walled CNT in aqueous suspensions
○ Establishment of standard methods for nanoparticle size measurement, surface analysis, fluorescence stability, property change in physiological conditions and quantification of cellular incorporated nanoparticles with their numerical analysis of distribution
○ Development of a wide-field structured illumination microscope for dual-color super-resolution fluorescence imaging
○ Development of fast depth-sectioning fluorescence microscopy based on electrooptically-driven structured illumination technique
○ Demonstration of a novel nonlinear spectroscopic microscopy via transient absorption for a label-free detection and imaging of metallic/semiconducting sw-CNTs under cellular environments
○ Proposal for a super-resolved laser-scanning microscopy using virtual structured illumination and its experimental demonstration of nanoparticle imaging with spatial resolution beyond the diffraction limit
○ Theoretical formulation and computer implementation of super-resolution image reconstruction algorithms for quasi-isotropic incoherent/coherent structured illumination microscopy
○ Development of 2D phase-matched wide-field structured illumination CARS microscopy capable of 3x-diffraction-limit molecular imaging
○ Analyses on physiological and biochemical effects of nanoparticles
- Monitoring of cell morphology, cell motility, cell viability, ROS generation according to doses, cell lines, sizes, exposure times.
○ Studies on cell toxicity mechanism by various biochemical and cell biological analysis depending on the size of nanoparticles and used cell-lines
○ Launching a new product of nanoparticle suspension applicable to fluorescent and magnetic imaging in vitro and in vivo to investigate the interaction between nanomaterials and living systems

( 출처 : SUMMARY 8p )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 7CONTENTS ... 10목차 ... 11제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12 제 1 절 연구개발 대상 기술의 정의 및 개념 ... 12 제 2 절 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 17제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 18 제 1 절 국내외 기술개발현황 ... 18 제 2 절 연구사례 조사·분석 및 시사점 ... 21제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23 제 1 절 나노입자 측정용 초고분해능 레이저 분광 이미징 기술 개발 ... 23 제 2 절 투과전자 현미경을 이용한 나노입자 크기 및 분포 측정 기술 개발 국제 비교 연구 결과 ... 95 제 3 절 나노입자의 SEM 측정 방법 표준화 기술개발 ... 100 제 4 절 나노입자 추적을 위한 암시야(Dark-field)이미징 측정기술 개발 ... 110 제 5 절 형광도입 및 표면개질 단분산 실리카 나노입자의 합성 ... 118 제 6 절 분산 수용액에서 안정한 TiO2 나노입자 제조 및 안정성 평가 ... 129 제 7 절 탄소나노튜브의 나노독성 연구용 시료 제작 기술 개발 ... 140 제 8 절 세포수준 나노독성 분석을 위한 국제비교(OECD)실험 수행 ... 179 제 9 절 세포 내로 도입된 나노입자의 분포 및 농도 정량화 기술개발 ... 191 제 10 절 나노물질의 세포배양 환경 내 특성 평가 및 세포수준 독성평가 ... 224 제 11 절 형광/자성 영상용 나노입자 제품 개발 [(주)바이테리얼즈] ... 253제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 365제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 371제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 372제 7 장 참고문헌 ... 373끝페이지 ... 375