초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
▣ 1단계 (1~3차년도)
- 모바일 측정기기에 적용 가능한 일주기리듬 측정 바이오마커 발굴 및 검증기분증상 관리를 위한 모바일 바이오마커의 생체리듬 구현 알고리즘 구축 및 표본 데이터 확립
- 생체리듬 평가 모바일 바이오마커 측정기기의 임상적 적합성 검증 및 적용
- 기분증상 및 기분장애 환자 타액 샘플을 고감도 질량분석기를 이용하여 코티졸, 멜라토닌 외 크레아틴 그리고 오르니틴을 포함한 10개 이상의 후보 바이오마커를 검증하는 것을 목표로 함.
- 기분증상의 바이오마커를 타액으

□ 연구의 목적 및 내용
▣ 1단계 (1~3차년도)
- 모바일 측정기기에 적용 가능한 일주기리듬 측정 바이오마커 발굴 및 검증기분증상 관리를 위한 모바일 바이오마커의 생체리듬 구현 알고리즘 구축 및 표본 데이터 확립
- 생체리듬 평가 모바일 바이오마커 측정기기의 임상적 적합성 검증 및 적용
- 기분증상 및 기분장애 환자 타액 샘플을 고감도 질량분석기를 이용하여 코티졸, 멜라토닌 외 크레아틴 그리고 오르니틴을 포함한 10개 이상의 후보 바이오마커를 검증하는 것을 목표로 함.
- 기분증상의 바이오마커를 타액으로부터 국소 표면 플라즈몬 공명 센싱 방법을 이용하여 극민감도로 검지 및 분석할 수 있는 진단기기로 개발
- 차년도부터 참여하는 중소기업인 ㈜디에프아이 와의 협업을 통해, 개발된 기기의 소형화, 기술집적화 등을 진행하여 1 세부 임상 검증 시에 필요한 기기 개발을 진행함.
- 본 과제로부터 진행되는 연구를 통하여 1단계 과정에서 임상연구 수행 2건, SCI/SCIE급 논문 5편, 지식재산권 출원 2건 이상을 목표로 함.
▣ 2단계 (4~5차년도)
- 모바일 생체리듬 바이오마커 측정기기의 모바일 헬스케어 시스템 구축 및 시범서비스 실시
- 기분장애 관리 모바일 생체리듬 바이오마커 기기 및 시스템의 Pilot study
- 모바일 생체리듬 바이오마커 기기 임상시험계획서 승인 및 제품화 또는 기술이전
- 사용자가 편리한 방법으로 시료를 삽입하고 한번에 다양한 항목 측정이 가능한 바이오센서 키트 제작
- 모바일 기기에 적용하여 건강관리가 가능한 헬스케어 장치로 제품화 개발
- 모바일 생체리듬 바이오마커 측정기기의 모바일 헬스케어 시스템 구축 및 시범서비스 실시
- 2단계 과정에서 임상연구 수행 1건, SCI/SCIE급 논문 3편, 지식재산권 출원 2건, 등록 1건 이상 제출을 목표로 함

□ 연구개발성과
▣ 기분증상 진단 가능한 생체리듬 측정 바이오마커 최종 선정
- 2세부에서 제시한 새로운 10개 바이오마커를 포함하여 검증하여 최종적으로 코티졸로 결정함
▣ 생체리듬 표준데이타 확립 및 분석 알고리즘 확립
- 타액내 코티졸 생체리듬 예비 분석을 통한, 위상 및 진폭 등의 표준 데이터 확립 및 바이오마커 생체리듬 분석을 위한 알고리즘을 확립함
▣ 기분장애 환자군/정상군의 충분한 생체리듬 정보 확보를 위한 48시간에 거친 샘플 확보
- 기분장애 환자군 37명/정상군(4계절에 거친 4차례) 30여명 샘플 수집 및 분석 완료
▣ 모바일 생체리듬 바이오마커 측정기기 시작품의 임상 적합성 검증
- 기존 방법인 ELISA와 동일샘플로 동시 검사 시험을 시행하여 임상적합성을 검증함
▣ 모바일 헬스기반 건강관리 시나리오 및 플랫폼 개발 사업과 연계
- 사업 플랫폼과 연계를 위하여 새로운 앱을 개발하였으며 모바일 헬스케어 플랫폼과 연동작업
▣ 10개의 바이오마커 검증
- 본 연구진은 생체주기를 가지는 것으로 확인된 10개의 바이오마커를 고감도 질량분석기를 통해 검증
▣ 주요 바이오마커 대상 센싱 민감도 100 nM 이하 검출
- 기분증상 바이오마커로 검증된 코티졸을 대상으로 국소 표면 플라즈몬 검출 센서를 만든 뒤 최대 1 nM의 민감도로 검출함
▣ 10개의 바이오마커의 프레그멘테이션 패턴 확인
- 기분장애 환자군/정상군의 타액에서 선정된 10가지 바이오마커 확인 및 바이오마커의 농도를 측정하고 이를 표준물질과 프레그멘테이션 패턴 비교 측정
▣ LSPR 측정 최적화를 위한 측정부 설계 및 F/W 개발
- 다양한 최적화로 코티졸 측정 한계 개선 및 이를 이용 타액 내 코티졸 측정 / LSPR 측정 최적화를 위한 측정부를 설계 및 초기 F/W 개발
▣ 시작품 검증 및 보완(50cm×50cm)
- 칩 발광 다이오드를 사용한 광원과 파장 선택기, 포토다이오드로 구성된 센서 및 모바일 연동이 가능한 통신모듈이 내장된 handheld 급 기기 제작
▣ 민감도와 특이도 90% 이상 확립
- 1세부에서 구축한 cosiner analysis를 통하여 코티졸 대상으로 ELISA 측정 결과를 LSPR 측정 결과가 95% 이상 추적

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
▣ 생체리듬 모바일 측정 기분증상 자가관리 헬스케어 시스템을 제공하여 건강하고 안전한 삶 영유의 새로운 헬스케어 패러다임 제시
▣ 기분장애 고위험군을 대상으로 한 증상악화 조기 진단 및 관리가 가능하며, 증상 악화로 인한 사회적/경제적 손실의 감소, 제품화 및 관련 신산업의 창출, 원천기술 확보를 통한 산업의 선점
▣ 모바일 생체리듬 바이오마커 측정기기를 중심으로, 다양한 기분장애 관련 변인들의 다면적/통합적 적용을 통한 기분장애 통합 관리 서비스 제공 및 기존 모바일 헬스케어 시스템과의 융합을 통한 관련 임상적용 및 산업화의 시너지 효과
▣ 모바일 생체리듬 바이오마커 측정기기 헬스케어 시스템의 적용 범위를 확대하여 교대근무, 시차적응, 항암치료, 비만대사, 불면증 등 생체리듬 중심의 관리가 필요한 다양한 분야로의 적용 범위 확대
▣ 국소 표면 플라즈몬 공명 센서의 경우 생체 마커를 이용해 표적을 선택적으로 탐지하도록 개발함. 이렇게 최적화 된 기판을 바탕으로 코티졸 이외의 다른 표적도 감지할 수 있음. 이 기술은 실제 타액 샘플 검출 및 시작품에 적용 예정.
▣ 완성된 국소 표면 플라즈몬 공명 검출 기술은 나노공학, 광학 기반의 센싱 기술에 바이오마커 검출을 적용해 극 초감도의 진단을 위한 생체분자 검출 기법을 제공, 총괄 과제에서 목표로 하는 모바일 헬스케어에 활용하여 기분증상의 진단 기기로 사용.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 개요 ... 6
• 나. 연구개발의 중요성 ... 7
• 다. 연구개발의 추진전략 및 방법 ... 9
• 라. 연구개발의 최종 목표(1단계 - 1~3차년도) ... 12
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 13
• 가. 1차년도 ... 13
• 나. 2차년도 ... 21
• 다. 3차년도 ... 32
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 39
• 가. 목표 ... 39
• 나. 목표 달성여부 ... 39
• 다. 목표 미달성 시 원인 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 43
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 45
• 가. 연구결과의 활용방안 ... 45
• 끝페이지 ... 46