초록 ▼

본 연구팀은 박테리아의 생장환경을 모사 할 수 있는 미세유체소자를 개발하고, 소자 내에서 그래핀의 산화 스트레스제어를 통한 항균기능을 조사하고, 그 메커니즘의 규명을 목표로 하여 연구를 진행하였다.

1. 그래핀의 작용기를 이용한 산화 스트레스 제어
- 산화 그래핀에 포함된 작용기는 산화 스트레스를 유발하며, 항균 작용의 주 유인으로 적용됨
- 산화 작용기가 포함된 산화 그래핀(GO), 작용기가 거의 없는 환원 그래핀(rGO), 질소 작용기가 포함된 질소 도핑 환원 그래핀(rGO-N)의 항균 효과를 비교하여 그

본 연구팀은 박테리아의 생장환경을 모사 할 수 있는 미세유체소자를 개발하고, 소자 내에서 그래핀의 산화 스트레스제어를 통한 항균기능을 조사하고, 그 메커니즘의 규명을 목표로 하여 연구를 진행하였다.

1. 그래핀의 작용기를 이용한 산화 스트레스 제어
- 산화 그래핀에 포함된 작용기는 산화 스트레스를 유발하며, 항균 작용의 주 유인으로 적용됨
- 산화 작용기가 포함된 산화 그래핀(GO), 작용기가 거의 없는 환원 그래핀(rGO), 질소 작용기가 포함된 질소 도핑 환원 그래핀(rGO-N)의 항균 효과를 비교하여 그래핀의 작용기에 따른 산화 스트레스의 제어가 가능함을 제시

2. 실제 박테리아의 생장 환경을 모사 할 수 있는 미세유체소자 개발
- Syringe pump를 이용하여 박테리아의 생장환경에 유동을 조절
- 정적인 환경이 아닌 박테리아의 실제 생장환경과 유사한 Geometry (폭, 너비, 곡률 등) 모사 가능
- 박테리아 생장에 영향을 줄 수 있는 생화학적 성장인자의 포함 가능

3. 미세유체소자의 표면에 집적된 그래핀의 항균작용을 확인 할 수 있는 플랫폼 개발
- 그래핀의 항균작용으로 인한 박테리아의 생장과 사멸을 확인 가능
- 그래핀의 산화 스트레스에 따른 박테리아의 ROS(reactive oxidative species) 생성을 측정하여 두 인자간의 연관성 규명

(출처 : 보고서 초록 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. Research Achievement
1. Oxidative stress mediated with functional groups of graphene
Graphene oxide (GO) contains about 50% of oxygen by mass, and it is known to have an antimicrobial effect through physical and chemical processes that destroy cell membranes. To investigate the relationship

Ⅳ. Research Achievement
1. Oxidative stress mediated with functional groups of graphene
Graphene oxide (GO) contains about 50% of oxygen by mass, and it is known to have an antimicrobial effect through physical and chemical processes that destroy cell membranes. To investigate the relationship between functional groups of graphene materials and oxidative stress, we compared the antimicrobial effects of graphene oxide, reduced graphene oxide (rGO), and reduced graphene containing nitrogen functional groups (rGO-N).

2. Development of a Microfluidic Device
The developed microfluidic device has the following characteristics. It has a channel with a height of 100μm and a width of 1000μm and a length of 12mm without any special accessories such as porous membrane. By connecting a pump to both ends of the channel, the flow rate in the device can be precisely controlled and it is an environment that can add various chemical factors to the bacteria. Because of the relatively transparent nature of Polydimethylsiloxane (PDMS) material, it is easy to live/dead the bacteria and its cost is relatively low.

3. Development of a platform to check the antibacterial action of graphene integrated on the surface of microfluidic device
Previous experiments in order to confirm the existing antimicrobial activity used CFU (colony-forming unit) containing more errors than the direct method using imaging Or only live/dead imaging was performed. However, in this study, we could directly identify the mechanism of interaction between graphene and bacteria by imaging other criterion such as ROS generation as well as Live/Dead.

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 14
• 1절, 그래핀 작용기를 이용한 산화 스트레스 제어 ... 14
• 1. 그래핀 물질의 합성 ... 14
• 2. 산화 스트레스 측정 ... 15
• 2절, 박테리아의 생장환경을 모사 할 수 있는 미세유체소자 개발 ... 16
• 1. 미세유체소자의 특징 ... 16
• 2. 미세유체소자의 제작 과정 ... 16
• 3절, 미세유체소자의 표면에 집적된 그래핀의 항균 작용 ... 17
• 1. 이미징을 통한 그래핀의 항균작용으로 인한 박테리아 사멸 관측 ... 17
• 2. 산화 스트레스 제어를 통한 항균작용 변화 관측 ... 19
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 21
• 1절, 연구개발 목표달성도 ... 21
• 2절, 관련분야에의 기여도 ... 21
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 23
• 1절, 향후 추가연구의 필요성 ... 23
• 1. 미세유체소자의 정밀한 유동 조절을 통한 실제 박테리아 생장 모사 ... 23
• 2. 미세유체소자 내의 균일한 그래핀 집적 ... 23
• 2절, 타 연구에의 응용 ... 23
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 25
• 1. 물리적 작용 ... 25
• 2. 화학적 작용 ... 26
• 제 7 장 참고문헌 ... 27
• 끝페이지 ... 29