초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
▣ 1단계 (1~3차년도)
- 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, 기술 집적화 등을 진행하여 1 세부 임상 검증 시에

□ 연구의 목적 및 내용
▣ 1단계 (1~3차년도)
- 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, 기술 집적화 등을 진행하여 1 세부 임상 검증 시에 필요한 기기 개발을 진행함.
- 본 과제로부터 진행되는 연구를 통하여 1단계 과정에서 SCI/SCIE급 논문 3편, 지식재산권 출원 1건 이상을 목표로 함.
▣ 2단계 (4~5차년도) (평가의견 반영)
- 사용자가 편리한 방법으로 시료를 삽입하고 한번에 다양한 항목 측정이 가능한 바이오센서 키트 제작, 해당 키트를 측정 장비에 넣으면 항목들의 빛에 의한 플라즈몬의 변화를 센서에서 측정하여 그 결과를 기기에 표시하고 서버 시스템에 무선 전송이 가능한 기기 개발
- 완성된 기기는 앱과 연동되어 건강관리가 가능한 헬스케어 장치로 개발
- 모바일 헬스케어 가치창출 사업화 지원 의료기관-산업클러스터-지역사회 연계 플랫폼과 연동하여 시제품 제작 및 upgrade 지원을 받음
- 모바일 생체리듬 바이오마커 측정기기의 모바일 헬스케어 시스템 구축
- ㈜디에프아이와의 협업을 통해 5차년도에 기술이전 진행
- 고려대학교 KU-Magic 연구원의 SPARK KU-Magic 컨설팅을 통한 구체적인 사업화 방향 모색
- 2 단계 과정에서 SCI/SCIE급 논문 2편, 지식재산권 출원 1건, 등록 1건 이상 제출을 목표로 함

□ 연구개발성과
▣ 10개의 바이오마커 검증
- 본 연구진은 생체주기를 가지는 것으로 확인된 10개의 바이오마커 코티졸, 아르기닌, 티로신, 크레아틴, 카르니틴, 멜라토닌, 이소류신, 발린, 디하이드로에 피안드로스테론, 히스타민을 고감도 질량분석기를 통해 검증함
▣ 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
- 실제 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
- 항체와 압타머 비교 및 다양한 금 나노입자를 이용하여 코티졸 측정 한계를 개선하고 이를 이용하여 실제 타액에서의 코티졸 측정
- 또한 LSPR 측정 최적화를 위한 측정부를 설계하고 초기 F/W 개발하여 재현성, 정확성 향상 및 바이오마커 검출
▣ 목압 시제품 검증 및 보완(50cm×50cm)
- 칩 발광 다이오드(Chip LED)를 사용하여 광을 발생 시키는 광원과 파장을 선택하는 파장 선택기와 포토다이오드로 구성된 센서 및 모바일 연동이 가능한 Bluetooth 모듈 통신이 가능한 handheld 급의 기기 제작
▣ 민감도와 특이도 90% 이상 확립
- 1세부에서 구축한 cosiner analysis를 통하여 코티졸 대상으로 ELISA 측정 결과를 LSPR 측정결과가 95% 이상 추적하는 것을 확인. 또한 제작된 cortisol 센서 시작품으로도 타액 내 코티졸 측정이 가능함을 확인

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
▣ 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 시제품에 적용될 예정임.
▣ 완성된 국소 표면 플라즈몬 공명 검출 기술은 나노공학, 광학 기반의 센싱기술에 바이오마커 검출을 적용시키고 극 초감도의 진단을 위한 생체분자 검출 기법을 제공하여, 총괄 과제에서 목표로 하는 모바일 헬스케어에 활용하여 기분증상의 진단 기기로 사용할 수 있음.

(출처 : 요약문 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 개요 ... 6
• 가. 연구개발의 중요성 ... 7
• 나. 연구개발의 추진전략 및 방법 ... 8
• 다. 연구개발의 최종 목표(1단계 - 1~3차년도) ... 9
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 10
• 가. 1차년도 ... 10
• 나. 2차년도 ... 15
• 다. 3차년도 ... 21
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 29
• 가. 목표 ... 29
• 나. 목표 달성여부 ... 29
• 다. 목표 미달성 시 원인 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 33
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 등 ... 35
• 가. 연구결과의 활용방안 ... 35
• 나. 연구결과의 기대효과 ... 35
• 끝페이지 ... 35