초록 ▼

□ 연구목표
세포의 물리적 특성을 파악해서 진단 및 치료에 이용하기 위한 툴 개발을 목표로 한다. 이를 위해 SPM을 기반으로 한 세포의 비침습적 물리적, 기계적 특성 분석과 국소영역 천공기법에 의한 세포 engineering을 결합하여 측정 결과의 신뢰성을 높이고, 궁극적으로 암세포의 전이성 평가, 줄기세포 선별 등이 가능한 세포진단 및 연구용 바이오 툴을 개발하고자 한다.

□ 연구내용
●100pN 이하의 미세힘 측정 정량화 및 힘상수 변동폭 5% 이하 제어
- 정상/암세포의 물리적, 기계적 특성 분석

□ 연구목표
세포의 물리적 특성을 파악해서 진단 및 치료에 이용하기 위한 툴 개발을 목표로 한다. 이를 위해 SPM을 기반으로 한 세포의 비침습적 물리적, 기계적 특성 분석과 국소영역 천공기법에 의한 세포 engineering을 결합하여 측정 결과의 신뢰성을 높이고, 궁극적으로 암세포의 전이성 평가, 줄기세포 선별 등이 가능한 세포진단 및 연구용 바이오 툴을 개발하고자 한다.

□ 연구내용
●100pN 이하의 미세힘 측정 정량화 및 힘상수 변동폭 5% 이하 제어
- 정상/암세포의 물리적, 기계적 특성 분석
●국소 영역 전기천공법 (electroporation)을 이용한 cell transfection 기법 개발
- 정상, 암세포에 대한 세포 트랜스펙션 및 발현 비교 분석
- 단세포 수준의 선택적 세포 transfection 실현
●기능성 저차원 나노구조 제작
- 금속산화물 나노입자 및 나노선 제작
- 나노입자 형태 및 크기 제어, 이를 이용한 탐침 제작 및 응용
●액상 AFM 이미징 기법 확립
- 세포 형태 분석을 위해 관련 소프트웨어 개발,
- 프랙탈 차원 계산을 통한 암세포(MCF7)와 정상세포(MCF10A)간 유의차 검증
- 몸체 절연형 전도성 탐침 제작
●Far-field 및 near field acoustic microscopy 기법 개발
- 해상도 1um, 액상시료 측정, 적혈구 및 간세포 이미징, 해상도 < 100nm
●EFM을 이용한 표면 전위 측정
- 표면 전위차 현미경을 이용한 세포내 액틴 분포 label free 측정
●정전용량 측정법을 이용한 센서 개발
- 마이크로 채널 내 유동 세포 측정, λ-DNA ladder 측정
- multi array 전극 이용, 마이크로 채널을 따라 이동 중인 세포의 커패시턴스 line profile 측정.
●미세 유체 제어 시스템 제작 기술 확립.
- 마이크로 채널에 마이크로 밸브, 펌프 및 온도 조절 시스템 집적
- 마이크로 채널 내 이종 물질 분리, ~10nM 수준 이온 농도 측정
- PCR 칩 제작 후 DNA 증폭실험 수행.
●단분자선 전류 측정 기법 개발
- 유기 분자선 전류 측정
●Thermal microscopy 기법 개발
- 50mK의 온도 변화 감지, MCF7 표면 열 분포도 확보.

□ 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
단일 세포 수준에서의 연구 결과는 기존 통계적 방법에 의한 처리, 분석 결과보다 높은 신뢰성의 정보를 제공할 수 있고 특히 탄성도 및 결합력과 같은 물리적 파라미터 측정은 생화학적 지표에 비해 처리 시간을 줄일 수 있다. 이 결과를 세포 대사와 전이 등과 연관 시킬 수 있는 연구에 응용하면 진단, 치료, 신약개발에 응용 될 수 있을 뿐만 아니라 세포 염증반응 연구, 암 기전 규명에 응용될 수 있다.

(출처 : 한글요약문 2p)

Abstract ▼

□ Purpose
The goal of this study is to develop a tool for diagnostics and treatment through the understanding of physical characteristics of the cells. For this purpose, non-invasive cell analysis and SPM based local electroporation techniques are used. Combined technique of nano spectroscopy wil

□ Purpose
The goal of this study is to develop a tool for diagnostics and treatment through the understanding of physical characteristics of the cells. For this purpose, non-invasive cell analysis and SPM based local electroporation techniques are used. Combined technique of nano spectroscopy will increase the reliability of the results of measurement.

□ Contents
Measurement of physical change and surface potential change of cell membrane due to the inner sate change of cell or interaction with environment
1. development of near field acoustic microscopy and imaging technique
1) imaging of organelles using near field acoustic microscope
2) analysis of 2 dimensional topography of cultured cells in liquid
3) development of SPM based new technology
4) characterization of physical property of cell membrane according to the environmental change

2. development of label free probing method using the surface potential measurement
1) 2 dimensional charge mapping using surface charge distribution measurement
2) manufacturing insulated-conducting cantilever for the versatile usage in liquid
3) establishment of label free measurement techniques compared with fluorescent optical microscopy
4) detection of electrical signal of inner part of cell caused by the external factors

3. development of local electroporation method using the SPM based technology
1) analysis of normal/cancer cell transfection and their expression
2) development of electroporation technique for the single cell transfection
3) detection of electrical signal of inner part of cell caused by the external factors

(출처 : SUMMARY 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 한 글 요 약 문 ... 2
• SUMMARY ... 3
• 보 안 성 검 토 ... 4
• 연 구 분 야 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 과제 개요 ... 6
• 2. 총 연구기간 연구개발 실적 ... 8
• 1) 최종 연구개발 목표 및 달성도 ... 8
• 2) 연구개발 전략 및 방법 ... 8
• 3) 연구개발 내용 및 결과 ... 8
• 4) 연구개발 실적(논문, 특허, 기술이전 등) ... 46
• 5) 연구개발 결과의 활용방안 및 기대효과 ... 53
• 6) 연구비 집행 실적 ... 55
• 7) 중대형 연구 장비 구축 현황 ... 55
• 8) 주요 변경 사항 ... 55
• 3. 연구개발결과 활용계획서 ... 56
• 1) 연구성과 및 활용 현황 ... 56
• 2) 연구개발결과 활용 계획 ... 59
• 3) 기대효과 ... 60
• 4) 문제점 및 건의사항 ... 61
• 4. 후속 연구개발 계획 ... 61
• 1) 국·내외 연구 동향 ... 61
• 2) 연구개발 방향 및 핵심전략 ... 63
• 3) 연구개발 결과의 활용방안 및 기대효과 ... 64
• 4) 연구책임자 ... 65
• 5) 참고문헌 ... 66
• 6) 참고사항 (관련 분야 전문가 및 연구자) ... 67
• 7) 평가의견에 대한 수정·보완 대비표 ... 67
• 끝페이지 ... 67