[보고서]말디 질량분석과 근적외선을 이용한 이미징 시스템 개발

오주연

보고서 정보

주관연구기관

(주)아스타

연구책임자

오주연

보고서유형

최종보고서

발행국가

대한민국

언어

한국어

발행년월

2017-01

과제시작연도

2015

주관부처

산업통상자원부
Ministry of Trade, Industry and Energy

등록번호

TRKO201800039871

과제고유번호

1415143254

사업명

글로벌전문기술개발(주력및신산업)

DB 구축일자

2018-10-20

키워드

근적외선.형광.말디.이미징.질량분석기.

표 MALDI-TOF 의 개요도
표 NIR microscope 가 결합된 MALDI-TOF 의 개요도
표 질량분석기와 형광현미경의 통합장비로의 융합
표 1 차년도 개발 내용
표 2 차년도 개발 내용
표 진공 챔버 내부의 개선내용
표 부피를 줄인 시료도입부의 디자인
표 스테이지의 분해능 측정을 위한 장치 및 측정사진
표 XY 스테이지의 검사서 사본
표 편평도 테스트용 잉크시료가 발라진 시료플레이트
표 카메라 위치 고정위한 프로그램 설정 창 : Tools/camera/teaching
표 레이저빔의 조사위치과 point indicator 와 맞추어진 상태
표 플레이트 위치보정을 위한 프로그램 창
표 스테이지 초기 제작 후 측정값
표 스테이지의 편평도 보정 후 측정결과
표 레이저 빔 사이즈가 미치는 질량 이미징의 해상도 차이.
표 개발 MALDI-TOF 에 사용하는 레이저의 사양
표 기존 MALDI-TOF 장비의 레이저 광학 시스템 구성
표 (50~100) ㎛ 직경 레이저 집속광 구현을 위한 빔 전달-집속 광학계 디자인
표 레이저 광학 모듈과 주 장비와의 기계적/광학적 인터페이스 검토사항
표 빔사이즈 조절 광학계의 3D 조립도
표 주 장비 챔버 내부로 빔을 최종 조향하는 거울의 위치 및 방위도 고려내용
표 조립 시 부품 제작공차에 대한 보정과 광학 정렬/측정 자유도 확보를 위한 광기구 마운트 개선
표 수정된 광학 마운트/어셈블리 조립도
표 광기구 체결 위치 미세조정 범위 및 이송 자유도 위치
표 가공 부품들을 가 조립해 놓은 광학 시스템 어셈블리의 실제 모습
표 광학 시스템 어셈블리 작업 및 광학정렬
표 광학 테이블 상에서 어셈블리 작업 및 광학정렬이 완료된 광학 시스템의 모습
표 광학 시스템에 대한 성능 테스트 장치
표 1 차 성능/특성 평가 결과
표 2D 레이저 빔 프로파일 측정을 위한 고해상도 CCD 센서
표 초점 주변의 레이저 집속광 프로파일 및 직경 측정 결과
표 설계 변경 안에 따라 재구성한 광학 마운트/어셈블리의 모습
표 집속광 공간분포 및 가변특성 측정 최종결과
표 MALDI-TOF 주 장비와 결합된 광학모듈의 구동 모습
표 레이저 집속광 직경 평가를 위한 실험 결과
표 Simion(시뮬레이션 프로그램)을 이용하여 표현된 이온옵틱스의 예.
표 Linear type MALDI-TOF 의 시뮬레이션 모델.
표 Time Focusing 개략도
표 Reflectron 의 기본 작동원리 및 효과
표 SIMION 계산결과.
표 Einzel lens 디자인 1 의 시뮬레이션 결과
표 Einzel lens 디자인 2 의 시뮬레이션 결과
표 Einzel lens 디자인 3 의 시뮬레이션 결과
표 Einzel lens 디자인 4 의 시뮬레이션 결과
표 300mm 길어진 TOF 의 효과를 위한 시뮬레이션 결과.
표 Time of flight 관의 길이를 늘였을 때 효과 및 reflectron 을 shift 했을 때 detector 의 tilt 효과에 대한 계산.
표 TOF 관의 길이가 길어졌을 때 각도의 변화.
표 검출기의 미세각도 조절 효과의 시뮬레이션결과.
표 Reflectron 에서 einzel lens 의 효과에 대한 시뮬레이션결과.
표 Reflectron 모드 이용시, mcp tilt 의 효과에 대한 시뮬레이션 결과.
표 MCP tilt 와 Einzel lens 의 분해능에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션결과.
표 펩타이드의 질량 정확도 실험을 위한 MALDI 질량분석 실험조건
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과
표 질량분해능 성능검사를 위한 MALDI 질량분석 실험조건
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과-ACTH clip 18-39(2465.1983 Da) resolution(5048) in linear mode
표 단백질의 질량정확도 실험을 위한 MALDI 질량분석 실험조건
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과- Protein I internal calibration data
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과
표 단백질의 질량분해능 실험을 위한 MALDI 질량분석 실험조건
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과-Cytochrome C(12360.96 Da) resolution(1200) in linear mode
표 검출감도 실험을 위한 MALDI 질량분석 실험조건
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과- Sensitivity Glu-Fib peptide (1 fmol), linear mode
표 단백질의 검출감도 실험을 위한 MALDI 질량분석 실험조건
표 Linear 기본 MALDI-TOF 실험결과- Sensitivity Bovine Serum Albumin, linear mode
표 GluFib-B peptide 의 감도 실험.
표 Reflectron 의 조립사진
표 초창기 reflectron 작동시켜 얻은 peptide 질량스펙트럼.
표 Reflectron 의 최적화 과정 이후 얻은 펩타이드의 질량스펙트럼.
표 Reflectron mode 에서 얻은 ACTH clip 1-17 peptide 질량스펙트럼
표 Delayed Extraction 을 위한 circuit.
표 MALDI-TOF 의 시스템 제어 모식도
표 검출기의 신호라인의 접지선의 연장에 의한 임피던스 매칭효과.
표 검출기의 anode 교체 전 후 질량스펙트럼.
표 새로 제작된 Tinkerbell 2.0 소프트웨어
표 Tinkerbell 프로그램의 tissue 이미징을 위한 프로그램 수정
표 장비테스트용 잉크시료의 질량 이미지 구현.
표 Matrix 로 spottting 된 알파벳 A 의 질량이미징. matrix의 질량 스펙트럼과 전체 혹은 선택된 이온의 이미지.
표 분석 물질에 따른 Matrix선택 가이드
표 Matrix 도포에 사용된 방법
표 Matrix 도포 방법에 따른 실험 조건
표 제작된 말디 이미지용 슬라이드글라스 홀더.
표 Air-brush 로 matrix 를 도포 한 slide glass 위의 tissue
표 제작된 MALDI 이미징 장비로 얻은 티슈 질량이미지 1
표 제작된 MALDI 이미징 장비로 얻은 티슈 질량이미지 2
표 제작된 MALDI 이미징 장비로 얻은 티슈 질량 이미지 3
표 제작된 MALDI 이미징 장비로 얻은 티슈 질량 이미지 4
표 제작된 MALDI 이미징 장비로 얻은 티슈질량 이미지 5
표 MALDI-TOF에 현미경의 융합가능 위치
표 선택된 LED light source의 spec list.
표 CCD detector 의 quantum efficiency 비교그래프
표 Slide glass 위에 matrix 전처리된 tissue 조직.
표 대물렌즈와 티슈사이의 옵틱스 위치 효과.
표 스테이지의 성능 및 사양
표 현미경용 스테이지의 성능검사방법 및 장치
표 현미경의 질량분석기 시료도입부, 결합 구조의 조립도.
표 시료도입부 챔버의 변경 디자인.
표 1 차년도 제작된 MALDI 이미징 질량분석기의 실제 설치 사진.
표 형광현미경의 말디챔버 내 융합형태의 이미징융합장비의 개략도
표 고진공챔버 내 측정개략도
표 형광현미경 챔버 모듈
표 이미징 질량분석기와 형광현미경 융합 3D 이미지
표 이미징 2 차에 장착된 빔 사이즈 조절 광학계 및 빔 사이즈 측정 결과
표 case 에 장착된 융합 이미징 장비의 3D 그림.
표 융합 이미징 장비의 실제 설치 사진
표 스텐다드 펩타이드의 MALDI 질량스펙트럼
표 ACTH 18-39 펩타이드의 reflectron 모드에서의 질량스펙트럼.
표 개발장비에서 측정된 Glu Fibrinopeptide B 의 검출감도결과
표 Brain tissue 의 total ion mass spectrum
표 Brain tissue 의 질량이미지
표 이미징 2 차의 brain tissue 질량이미지
표 복합조직의 질량이미징
표 NIR 영역의 형광이미지 측정결과 상용장비와 비교
표 융합장비에 장착된 개발 형광현미경으로 얻은 형광이미지
표 형광측정의 실험조건
표 MALDI-TOF 의 Data Acquisition 과정 및 기능
표 장비반복률에 따른 데이터 획득시간 및 데이터 전송속도비교표
표 MALDI-TOF 를 위한 기본 프로그램의 개선 및 안정화.
표 데이터 속도 측정 결과
표 데이터 획득을 위한 장치 시간 연결도.
표 레이저에 의한 shot 의 average 및 이후 autorun 과정에서의 stage 이동 순서도.
표 제작된 질량분석장비의 각부품의 제어를 위한 통신방법.
표 1 차년도 결과 repetition rate 증가시키며 얻은 질량스펙트럼.
표 500 Hz 이상의 repetition rate 에서의 질량스펙트럼.
표 repetition rate 1000 Hz 에서도 같은 감도로 데이터를 얻은 결과
표 peptide standard 시료를 reflectron 모드에서 측정한 질량스펙트럼.
표 이미지 2 차 제어 포트 및 조절 유닛종류
표 생성된 Total Image 와 Total Spectrum 의 화면 영역 설정
표 이미지영역 자동 조절 상태
표 m/z 영역의 확대 화면
표 merge 이미지의 표시
표 ROI 설정시 스펙트럼의 변경
표 한가지 피크만 선택하는 기능
표 merge 이미지 선택화면
표 NIR 형광현미경의 개략도
표 NIR 형광현미경의 설계도
표 (a) 대물렌즈 이동용 선형이동대, (b) dichroic filter 선택용 회전대
표 (a) Leica CCD 카메라와 분광특성, (b) XLED1 과 LED modules 분광선
표 LED modules 과 각 module 과 연결되는 filter set
표 BDX LED module 과 함께 사용되는 filter set 의 분광곡선
표 RLX LED module 과 함께 사용되는 filter set 의 분광곡선
표 IRX LED module 과 함께 사용되는 filter set 의 분광곡선
표 여기광파장과 형광파장 선택용 filter wheel
표 광선추적 시뮬레이션을 통해 확인한 구면수차와 PSF
표 광선추적 시뮬레이션을 통해 확인한 두께 5mm 진공윈도우 효과
표 광학부품과 기계부품을 조립하여 완성한 NIR 형광현미경 장치
표 표준 reticle sample(100 ㎛ long, 2 ㎛ step)에 대한 명시야 이미지
표 Fixed Cells 에 대한 이미징을 통해 확인한 NIR 형광이미징 성능
표 Two Frames Stitching 을 통해 확인한 왜곡수차의 결여
표 현미경 자동화 프로그램의 사용자 인터페이스 1
표 자동 이미지 획득을 위한 장치 설정 값 목록
표 현미경 자동화 프로그램의 사용자 인터페이스 2
표 Single-Site DAQ
표 Multi-Site DAQ
표 이미지 획득 영역 설정
표 자동 획득 이미지 표시
표 통합 파일 저장
표 통합 파일 구조
표 대면적 이미지 Stitching 장치 설정
표 IRX Stitching 이미지
표 RLX Stitching 이미지
표 GYX Stitching 이미지
표 파킨슨 질환의 뇌조직과 사용된 모델 마우스
표 파킨슨 질환 모델마우스의 뇌 조직모델 (a) 과 단면 (b) 검은색으로 표시된 부분이 이번 연구의 타겟인 흑색질
표 이번 분석에 사용한 파킨슨 질환 모델마우스(a), SN 지역의 시료를 미세하게 분리하기 위하여 사용한 LCM 장비 이미지 (b), LCM 을 사용해 시료 채취 전 후 조직 단면
표 MALDI 이미징 분석에 최적화된 binary matrix 와 기존 단일 CHCA, DHB matrix 의 비교 MALDI Imaging 데이터
표 MALDI 이미징 분석에 있어 조직위에 매트릭스를 미세한 입자로 분사 가능한 ImagePrep 장비
표 MALDI 이미징을 진행한 유방암 (MDA-MB-231) 조직.
표 MALDI 이미징을 진행한 Bruker 사의 Ultraflextreme MALDI 질량분석기
표 유방암 조직에 대한 지질 MALDI 이미징 분석결과 종양부위에서 많이 발현되는 지질 이미징 결과
표 유방암 조직에 대한 지질체 MALDI 이미징 분석결과 정상부위(근육조직)에서 많이 발현되는 지질 이미징 결과
표 음이온 모드에서의 유방암 조직에 대한 지질 MALDI 이미징 분석결과
표 정상부위 (근육조직) 와 유방암 조직에 대한 UPLC/MS 크로마토그램
표 정상부위(근육조직)와 유방암 조직에 대한 각 지질 class 별 차이에 대한 그래프
표 양이온 모드에서의 유방암 조직에 대한 SIMCA-P+ 소프트웨어를 이용한 다변량 요인 분석(multivariate data analysis) 결과
표 대표적인 인지질의 MS/MS 스펙트럼.
표 음이온 모드에서의 유방암 조직에 대한 SIMCA-P+ 소프트웨어를 이용한 다변량
표 정상조직과 유방암조직에서 차이를 보이는 PI 38:4 지질체에 대한 정량그래프
표 정상조직과 유방암 조직에서 차이(VIP>1.5)를 보이는 지질체 리스트
표 폐암 (A549) 조직에 대한 MALDI 이미징 분석 결과
표 위암 (SNU-5) 조직에 대한 MALDI 이미징 분석 결과
표 폐암 (A549) 및 위암 (SNU-5) 조직에 대한 MALDI 이미징 분석 결과 hypoxia 지역과 연관 가능성이 있는 지질 리스트
표 Pimonidazole 의 구조 및 분자량 정보
표 A549(폐암조직)의 pimonidazole 분석을 위한 슬라이드
표 폐암조직(A549)의 pimonidazole 의 DESI MS 및 MS/MS 이미징 분석 결과
표 Shimadzu사의 iMSCope MALDI 장비를 이용한 양이온 모드에서의 유전학적 동물 모델 마우스와 MPTP를 투여하여 만든 파킨슨 질환 모델 마우스에 대한 지질 MALDI 이미징 분석 결과
표 Shimadzu사의 iMSCope MALDI 장비를 이용한 음이온 모드에서의 유전학적 동물 모델 마우스와 MPTP를 투여하여 만든 파킨슨 질환 모델 마우스에 대한 지질 MALDI 이미징 분석 결과
표 LCM 으로 SN 지역을 분리하여 분석한 total 지질체 LC-MS 정량 데이터
표 LCM 으로 SN 지역을 분리하여 total 지질체 LC/MS 정량 분석 데이터
표 NIR 파장대의 시판용 형광물질 종류
표 형광파장에 따른 Matrix 의 자가형광
표 LED, Metal halide lamp의 비교
표 폐암조직 절편에서의 β-actin 발현
표 7x7mm 의 이미지 획득을 위한 이미지 측정 수
표 생체 시료의 명시야 이미지 차이
표 Matrix 도포수에 따른 명시야의 빛 투과도 차이
표 Matrix 도포 후의 명시야와 NIR 형광이미지
표 염색 반응 순서의 검토
표 Matrix 도포 후 이미지 비교
표 사람폐암세포유래 조직의 NIR 형광이미지
표 마우스 뇌조직의 일부
표 사람유래 암세포주를 이식한 동물모델 제작
표 3종 NIR형광 관찰을 위한 현미경 조건
표 ITO 가 코팅된 슬라이드에 올려진 Pimonidazole 을 주사한 후 적출한 A549 조 직(좌)과 주사 없이 적출한 SNU-5 조직(우)의 전처리 후 형광현미경 관찰.
표 A549 폐암 조직 내에서의 HIF-1 발현 관찰
표 A549 조직 절편의 형광현미경 관찰
표 HIF-1 항체로 전처리한 SNU-5 조직
표 A549 조직의 형광현미경 관찰
표 DESI 분석용 A549 조직 시료의 제작
표 A549 조직의 현미경 관찰
표 2016 춘계 한국실험동물학회 우수포스터상 수상 사진
표 MALDI imaging 의 분석 차이
표 바뀐 전처리과정을 마치고 관찰한 A549 조직
표 복합조직의 형광현미경 관찰
표 복합적인 표적 항체를 사용한 형광현미경의 관찰
표 세계 질량분석기 시장
표 MALDI-TOF 질량분석기 세계시장 규모
표 Low-end MALDI-TOF MS Global Market, Estimates
표 Global Market Projections Summary
표 MALDI-TOF 국내 경쟁 현황
표 경쟁사와의 가격경쟁력비교표
표 경쟁사대비 장단점 비교표

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