[보고서]DEP 등을 이용한 세포의 물리적 특성 측정 방법 연구

김병규

[국가R&D연구보고서] DEP 등을 이용한 세포의 물리적 특성 측정 방법 연구
Measurement Technology of Physical Properties of Cells using Dielectrophoresis 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	한국항공대학교 Hankuk Aviation University
연구책임자	김병규
참여연구자	김영호 , 이장원 , 김영혁 , 김영근 , 이정훈 , 김영웅 , 권길식
보고서유형	2단계보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2011-02
과제시작연도	2010
주관부처	미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning
과제관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO201700012125
과제고유번호	1345124388
사업명	미래기반기술개발
DB 구축일자	2017-11-13
키워드	유전영동.세포분리.암세포.줄기세포.전도도.유전율.Dielectrophoresis.Cell separation.Cancer cells.Stem cells.Conductivity.Permittivity.
DOI	https://doi.org/10.23000/TRKO201700012125

초록 ▼

● 1차년도
ㆍ 세포 분리기 최적화
- 1단계에서 제안한 시스템을 이용하여 암세포의 전기적 특성 측정
- 마이크로 채널 내 전극의 형상 변화가 분리 효율에 미치는 영향 검증
- 예측 자료를 근간으로 MCF 10A와 MCF 7 세포의 분리
ㆍ 세포의 크기와 전기적 특성을 모두 고려한 세포 분리기 제안
- Numerical analysis를 이용한 전극 주위의 전기장 분포 및 DEP force 계산
- 성능평가를 통한 설계타당성 검증 및 수정안 도출
● 2차년도
ㆍ High-throughput 개념으로 세포 분리기 제작
- 실제 HTS system 적용 가능한 micro 구조물 제안
- 새로운 MEMS 공정 개발
ㆍ High Throughput Sorting(HTS) system 및 Cantilever-type electrode array 최적 설계
ㆍ 임상적으로 의미있는 암세포 선정 및 유전 특성 데이터베이스화
ㆍ 선정된 세포를 이용한 HTS system 성능 평가
ㆍ 진행파 유전영동을 이용한 미세 입자 분류기 성능 평가
ㆍ 세포의 단계별, 종류별 전기적 특성에 따른 분리 가능성의 정량적 해석
● 3차년도
ㆍ MEMS 기술을 근간으로 한 외팔보 형태의 전극 어레이(Cantilever-type electrode array:CEA) 모듈화 및 시스템 통합화
ㆍ 진행파 유전영동를 이용한 분리 device의 최적화
ㆍ 표준 세포주(cell line) 세포의 DEP 물성치 정량화
ㆍ 임상적으로 의미 있는 실험을 통해 세포 분리기 검증
ㆍ 최적 암 진단 bio-chip/system 구축

(출처 : 보고서 요약서 3P)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
Through this project, we characterize material properties of breast cancer cell(MCF7) and breast normal cell(MCF10A) and separate effectively breast cancer cells from breast normal cell by utilizing the optimized separator that is developed 1st phase. A new concept for HTS system is proposed(1st year). Based on that result, high efficiency and high throughput separator is constructed by integrating fabricated cantilever-type electrode array based on MEMS technique. By using the constructed HTS system, we separate effectively breast cancer cells in red blood cells with high throughput(2nd year). In addition, clinically meaning leukemia cell line is characterized and database of material properties is made and suggest the potential of DEP based HTS system by constructing HTS system(3rd year).

(출처 : SUMMARY 5P)

목차 Contents

표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 초록 ... 3요 약 문 ... 4SUMMARY ... 5CONTENTS ... 6목차 ... 7제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 8 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 8 제 2 절 기대 효과 ... 9제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 10 제 1 절 국외 기술개발 현황 ... 10 제 2 절 국내 기술개발 현황 ... 12 제 3 절 현기술상태의 취약성 ... 12 제 4 절 앞으로의 전망 ... 13제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14 제 1 절 1차년도 ... 14 제 2 절 2차년도 ... 31 제 3 절 3차년도 ... 46제 4 장 연구개발결과의 활용계획 ... 58제 5 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 59제 7 장 참고문헌 ... 61끝페이지 ... 63

표/그림 (5)

표 Contour plot of the magnitude of the DEP force calculated from Fourier series solution and plotted on logarithmic, gray scale. The applied voltage was 7 Vp-p , 500 KHz and the electrode is from -0.5 to 0.5. The target particles are a) MCF 7 cell and b) Red Blood Cell(RBC)
표 . Numerical results with commercial code (CFD-ACEⓇ) ; Trace of the particles according to the fluid flow rates and the sizes of particles
표 Platform for on-chip electrophysiology: planar microelectrodes (left), dielectrophoretic control of droplet position (middle), and schematic representation of interdroplet suspended lipid bilayer and nanoparticles (right)
표 LEFT - Capacitance signatures due to a flowing CHO cell (A), and a DEP-influenced CHO cell (B). Inset- . CHO cell is capacitively monitored while flowing left to right in a microfluidic channel over the interdigitated electrodes(dark). RIGHT - Capacitance signature of a 12 m diameter activated T-cell experiencing an 8.5 V, 2 MHz DEPsignal. T-lymphocytes were prepared in RPMI-1640 medium with 25 mM HEPES, and 1% penicillin and streptomycin -2% BSA was added to the suspension (see [5] for details)
표 (a) 3-Dimensional schematic of the MEMS Coulter counter; (b) magnified view of the mixing, focusing region and measuring region

과제명(ProjectTitle) :	-
연구책임자(Manager) :	-
과제기간(DetailSeriesProject) :	-
총연구비 (DetailSeriesProject) :	-
키워드(keyword) :	-
과제수행기간(LeadAgency) :	-
연구목표(Goal) :	-
연구내용(Abstract) :	-
기대효과(Effect) :	-

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