초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 개별 세포 내·외부의 생체신호를 측정, 분석하기 위한 마이크로 탐침 기반의 patch-on-chip 플랫폼을 개발하는 것이다. 이를 위해 세포의 자동분리 및 정렬, 패치 클램프 기술 기반의 세포 흡입 제어, 개별 어드레싱이 가능한 마이크로 탐침 전극 어레이를 통한 세포 생체신호 측정의 세 부분으로 나누어 각각의 요소기술을 개발했다. 또한 관통 구조(hollow structure)를 가지는 마이크로 패치 클램프 형태를 구현하는 공정을 개발했고 이를 세포의 생체신호 측정에 대한 적용 가능성을 확

□ 연구개요
본 연구의 최종 목표는 개별 세포 내·외부의 생체신호를 측정, 분석하기 위한 마이크로 탐침 기반의 patch-on-chip 플랫폼을 개발하는 것이다. 이를 위해 세포의 자동분리 및 정렬, 패치 클램프 기술 기반의 세포 흡입 제어, 개별 어드레싱이 가능한 마이크로 탐침 전극 어레이를 통한 세포 생체신호 측정의 세 부분으로 나누어 각각의 요소기술을 개발했다. 또한 관통 구조(hollow structure)를 가지는 마이크로 패치 클램프 형태를 구현하는 공정을 개발했고 이를 세포의 생체신호 측정에 대한 적용 가능성을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 세포 자동 포획 및 정렬을 위한 템플릿 일체형 마이크로 탐침 구조 및 병렬 세포 흡입 제어가 가능한 관통 구조 구현
• 관통(hollow) 구조를 가지는 마이크로 탐침 제작 공정 조건 확립 및 전극 기초 설계
• 개별 세포 자동 정렬 및 포집을 위한 마이크로 템플릿 제작
• 관통 구조 마이크로 탐침을 이용한 세포 포획 가능성 검증
(2) 세포 내/외부 전극 개별 어드레싱이 가능한 마이크로 탐침 전극 제작 및 특성 분석
• 세포 내/외 전극 집적화가 가능한 PDMS 기반의 마이크로 템플릿 구현
• 유리 재흘림 공정을 이용한 개별 전극 분리 구조 설계 및 제작
• 전기적/전기화학적 측정을 통한 전극 특성 평가
(3) 미세 유체 소자와 관통 탐침 결합 구조 구현과 세포 생체신호 측정 검증
• 미세 유체 채널과 결합된 patch-on-chip 플랫폼 구현
• 템플릿 일체형 마이크로 탐침 전극 어레이를 통한 측정 신뢰성 평가
• 다양한 마이크로 탐침 전극 어레이를 통해 생체 신호 감도 개선 가능성 확인
• 마이크로 비드를 이용한 patch-on-chip 플랫폼 검증

□ 연구개발결과의 중요성
세포용 센서 플랫폼은 세포에서 관찰할 수 있는 산소, pH, 각종 이온 반응을 실시간으로 동시에 검출할 수 있고 외부 환경에 따라 민감하게 변화하는 세포의 반응을 종합적으로 분석할 수 있게 된다. 향후에는 약물이나 주변 환경이 세포에 미치는 평가하는 기술로 확장하여 활용될 수 있으며 이를 통해 다양한 질병진단용 바이오센서, 신약 개발 스크리닝 디바이스, 유해물질의 실시간 개별측정을 통한 모니터링의 기능으로 다양한 분야에서 적용이 가능할 것으로 보인다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 개요 ... 4
• 나. 연구개발의 필요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 연구개발의 연차별 최종 연구목표 및 범위 ... 6
• 나. 연구개발내용 및 결과 ... 7
• 다. 연구목표의 달성도 ... 18
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 19
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 19
• 가. 전문학술지 논문게재 ... 19
• 나. 지식재산권 ... 20
• 다. 학술대회 논문발표 ... 21
• 라. 학위 배출 인력 ... 22
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 38