보고서 정보
주관연구기관 |
부산대학교 Busan National University |
연구책임자 |
이혜연
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-08 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO201800003624 |
과제고유번호 |
1711041740 |
사업명 |
개인연구지원 |
DB 구축일자 |
2018-04-21
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키워드 |
비침습 센서.반응메카니즘.진단시스템.전기화학.생체내 실험.나노어레이구조체.피부표면 라디칼.전기화학 마이크로유체센서.나노메디컬디바이스.radical oxygen.reaction mechanism.diagnostics system.electrochemistry.in vivo.nanowell array structure.skin radical.noninvasive sensor.nanomedical device.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201800003624 |
초록
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연구의 목적 및 내용
본 연구에서 개발하려는 연구 목적은, 나노 POCT(point of care test) 진단에 의한 극미량의 생체표면라디칼의 정량화에 필요한 기반기술 개발이다. 나노 기술을 이용한 피부 질환 치료제 개발은 아직까지 초기 단계에 그치고 아이디어 수준에 머무르고 있어, 본 연구 개발을 통한 극복이 절실히 필요한 상황이다. 또한 다양한 약물 개발과 동시에 약물 전달 효능을 극대화 할 수 있는 전달체/지지체 개발이 필수적이며, 이를 통한 기반 기술 선점이 필요한 현재, 본 연구의 나노기술의 이용하여 실용화 가능한
연구의 목적 및 내용
본 연구에서 개발하려는 연구 목적은, 나노 POCT(point of care test) 진단에 의한 극미량의 생체표면라디칼의 정량화에 필요한 기반기술 개발이다. 나노 기술을 이용한 피부 질환 치료제 개발은 아직까지 초기 단계에 그치고 아이디어 수준에 머무르고 있어, 본 연구 개발을 통한 극복이 절실히 필요한 상황이다. 또한 다양한 약물 개발과 동시에 약물 전달 효능을 극대화 할 수 있는 전달체/지지체 개발이 필수적이며, 이를 통한 기반 기술 선점이 필요한 현재, 본 연구의 나노기술의 이용하여 실용화 가능한 나노바이오센서의 개발하고자 한다.
연구결과
연구 책임자가 개발한 비침습적인 진단형 나노웰어레이 바이오센서를 이용해 피부표면 활성 산소 측정이 가능한 나노메디컬 피부진단용의 POCT(Point of care test) 개발을 위하여, 먼저 소형 마이크로유체 전기화학 센서 시스템을 구축하였다. 나노메디컬 피부진단용 나노메디컬디바이스 개발에 있어, 기본적으로 중요한 것은, 나노 웰의 표면의 항산화제의 고정화에는 표면의 평탄함이 필요하다. 이것을 위하여 나노웰 제작에 사용하는 물질을 다른 폴리머 물질로 조정을 하고, 제작조건을 바꾸어 그 원인을 해결하였다. 또한 피부 표면에서 나오는 라디칼을 직접 계측하려면, 나노웰의 표면에 산화스트레스의 마커의 화학 수식 제어가 필수적인데, 전극의 표면에 다양한 항산화물 생체내에서의 활성 산소를 중화 시키는 아스코르빈산과 특이적으로 반응하는 스파오키시드지즘타제를 화학 수식시킨 진단센서를 제작하였다. 또한 피부 표면에서 발생하는 생체 단백질, 아밀로이드와 leptin 물질의 미세 분자 인식을, 나노 어레이 전극에 의해 증폭시킨 전기 화학의 산화 환원의 전위차 측정으로 분석하였다.
연구결과의 활용계획
본 시스템의 개발로, 라디칼이 관여하는 여러 가지의 생활 습관병, 알레르기성 질환·면역성질환 등의 극히 많은 질환의 조기진단과 그것을 활용한 조기 예방·치료 효과의 판정이 가능해 질 것으로 기대된다. 특히 환자 맞춤형 의료형 센서, 전기전도도변화를 검출하는 면역분석법 (면역센서), 대학, 연구소, 제약회사, 병원에서의 질병 진단을 위한 연구용 멀티바이오센서 분야로서의 활용가능성이 크다. 또한 환경센서로서 전기화학적 방법을 이용하는 각종 계측용 전극대체 (수질검사, 토양오염검사 등), 유독가스 검출용 화학센서와 같은 위험물 관리 산업에 응용이 가능하며, 스마트폰과 연동한 휴대형 측정장비 분야에 응용함으로 차세대 의료장비로서의 활용계획이다.
(출처 : 요약문 4p)
Abstract
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Purpose&contents
Our goal is to create a new paradigm of nano-bioscience research, especially with respect to single biomolecule recognition using nanoarray electrochemical analysis for next-generation medical care. We have focus on biocompatible nanobiosensors and nanoelectronic devices for biom
Purpose&contents
Our goal is to create a new paradigm of nano-bioscience research, especially with respect to single biomolecule recognition using nanoarray electrochemical analysis for next-generation medical care. We have focus on biocompatible nanobiosensors and nanoelectronic devices for biomedical applications We intend to study on a nano point-of-care (POC) chip device for skin radicals, in which a nano-well structure for the diagnostics of a single biomolecule is applied for the direct, real-time, digitalized quantitative measurement of concentrations of skin radicals.
Result
In order to develop a point of care test (POCT) for nano-medical skin diagnosis using a non-invasive diagnostic nano-well array biosensor, we developed a portable microfluidic electrochemical sensor system. The most important thing in the development of nano-medical device for nano-medical diagnosis of skin is to immobilize antioxidants on the surface of the nano-well array electrode, and the surface must be flat. For this purpose, the materials used in nanowell array fabrication were adjusted with other polymer materials, and the manufacturing conditions were changed to solve. In order to measure the radicals coming from the surface of the skin, it is necessary to control the biocompatible chemical modification of the marker of oxidative stress on the surface of the nano-well.
Various kinds of antioxidants on the surface of the electrode, ascorbic acid which neutralizes active oxygen. A diagnostic sensor was constructed by chemically modifying a spiexedidzymthase which reacts with the enzyme. We also analyzed the molecular recognition of protein, amyloid and leptin material on skin surface by electrochemical redox potential measurement amplified by nanowell array electrode.
Expected Contribution
With the development of this system, it is expected that the early diagnosis of various diseases such as lallergic diseases and immune diseases involving radicals and the early prevention and treatment effects it will be possible. In particular, it is a strong relevance as a personalized medical sensor, an immunoassay (immunosensor) for detecting in electrical conductivity, and a multi-biosensor for diagnosing diseases in universities, research institutes, pharmaceutical companies, and hospitals. In addition, it can be applied to hazardous materials management industry such as chemical sensor for toxic detection and water substitution (water quality inspection, soil pollution inspection, etc.) by using electrochemical analysis as an environmental sensor, and portable measurement equipment. In addistion, it is a plan to use it as a next-generation medical device.
(출처 : SUMMARY 5p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- 연구계획 요약문 ... 3
- 연구결과 요약문 ... 4
- 한글요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
- 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 8
- 4. 연구결과의 활용계획 ... 10
- 5. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 11
- 6. 참고문헌 ... 11
- 7. 연구성과 ... 12
- 8. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 12
- 9. 기타사항 ... 12
- 별첨1. 대 표 연 구 성 과 ... 13
- 끝페이지 ... 22
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