초록 ▼

연구목표
살아있는 세포의 물리적 특성을 파악해서 진단 및 치료에 이용하기 위한 툴 개발을 목표로 한다. 물리적 특성 툴 시스템 개발위해서,
1세부 : 생세포의 물리적 특성 무표지 비파괴 측정기술 개발. 임상적용 가능한 초고속 세포 물성측정기술 개발
2세부 : 체외 세포기능 연구를 위해 일반적으로 사용되고 있는 labeling 기법을 기반으로 하는 세포분리장치(FACS, MACS)를 대체할 수 있는 유전영동 기반의 고성능(고효율, 고속) 세포분리 장치를 개발
4세부 : 고해상도 광학영상으로부터 세포 미세구조 정보

연구목표
살아있는 세포의 물리적 특성을 파악해서 진단 및 치료에 이용하기 위한 툴 개발을 목표로 한다. 물리적 특성 툴 시스템 개발위해서,
1세부 : 생세포의 물리적 특성 무표지 비파괴 측정기술 개발. 임상적용 가능한 초고속 세포 물성측정기술 개발
2세부 : 체외 세포기능 연구를 위해 일반적으로 사용되고 있는 labeling 기법을 기반으로 하는 세포분리장치(FACS, MACS)를 대체할 수 있는 유전영동 기반의 고성능(고효율, 고속) 세포분리 장치를 개발
4세부 : 고해상도 광학영상으로부터 세포 미세구조 정보 추출이 가능한 영상분석기술 개발. 살아있는 세포에서 미세구조 프랙탈 차원 분석기술의 고속화 및 자동화와 high throughput, high content screening이 가능한 융합시스템 개발
5세부 : SPM을 기반으로 한 세포의 비침습적 물리적, 기계적 특성 분석과 국소영역 천공 기법 개발과 세포 engineering을 결합하여 측정 결과의 신뢰성 향상

연구내용
1세부
- 세포 염색이나 형광표지자의 부착 없이 무표지, 물리적 특성의 변화 측정 연구
- 유의성이 발견된 무표지 측정기술에 재현성, 신뢰성 확보
- 무표지 약물효과 분석 스크리닝 플랫폼과 통합 시스템 개발
2세부
- 세포의 전기적 특성 측정/검증을 통한 데이터베이스 확립
- 표적세포(암세포) 선정 및 세포분리장치 설계/제작/성능 검증
- 유전영동력을 이용한 면역기능 검사/항암제 약효 평가용 고성능 세포분리장치 구축
4세부
- 원자력주사현미경(AFM)을 이용하여 살아있는 정상세포와 암세포의 형태적 특이성을 세포막 미세구조에 대한 프랙탈(fractal) 차원 분석을 통해 규명
- AFM을 이용한 프랙탈 차원분석과 EFM기술에 기반한 세포의 전기적 특성 분석기술을 융합하여, 단일세포의 형태적·물리적 특성을 동시에 분석할 수 있는 세포연구용 바이오 툴을 개발
- 암세포가 갖는 다양한 물리적 특성을 살아있는 세포에서 동시에 분석할 수 있는 고해상도 광학영상 기반 프랙탈 차원 분석기술의 개발 및 고속화와 자동화
5세부
- 근접 음향현미경을 이용한 이미징 기술 개발
- 세포 표면 전위차 측정 기술을 이용한 무표지 방법 개발
- SPM 기반으로 국소 영역 전기천공법 개발

기대효과(응용분야 및활용범위 포함)
◦ 재현성, 정확성, 신뢰성이 향상된 새로운 screening 원천 기술 (no biochemical reagent, no marker, no over-expression, no bleaching, no flourescence proteins)로서 향후 신약 개발이 보다 싸게 빨리 이루어질 것으로 기대
◦ 물리적 특성에 기반한 살아있는 세포 수준에서 새로운 임상 진단장치로 활용
◦ 유전영동력을 이용한 분리 시스템은 관련 의학 분야 및 생명과학 분야에서 다양하게 사용이 가능하여 세포분리시스템 개발 경쟁력을 높일 수 있을 것으로 기대
◦ 줄기세포 치료 및 암세포 진단에 적용할 수 있는 새로운 분리 및 진단 장치로 활용

(출처 : 요 약 문 2p)

Abstract ▼

Purpose
The goal of this study is to develop a tool for diagnostics and treatment through the understanding of physical properties of living cells. In order to develop the physical properties tool system,
1 subgroup: Develop unlabelled, nondestructive measurement techniques for physical proper

Purpose
The goal of this study is to develop a tool for diagnostics and treatment through the understanding of physical properties of living cells. In order to develop the physical properties tool system,
1 subgroup: Develop unlabelled, nondestructive measurement techniques for physical properties of living biological cells. Develop clinically applicable, high throughput measurement techniques for physical properties of biological cells
2 subgroup: For clinical pathology, Dielectrophoresis based high performance (high efficiency, high throughput) separation system will be developed to replace the conventional cell sorting system(FACS, MACS) that requires labeling process.
4 subgroup: Development of image extraction techniques of cellular nanostrucutes from high resolution optic images. Development of multimodal system for high speed automation and high throughput/high content screening of living cellular nanostrucural fractal dimension
5 subgroup: Development of non-invasive physical, mechanical cell analysis and local electroporation method using the SPM based technology. Combined technique of nano spectroscopy will increase the reliability of the results of measurement.

Contents
1 subgroup
- Development of label free, physical property based dynamic cytometric technologies without fluorescent markers or staining the cells
- Prove the relevance, repeatibility, reliability of the measured physical properties
- Development of a new screening platform for drug screening
2 subgroup
- Establishment of material properties database through measurement and investigation of cell electric property
- Selection of target cell and cell separation system design/evaluation with the selected target cells
- Construct dielectrophoresis based high performance cell separation system for immune function test and evaluation of drug efficacy
4 subgroup
- Characterization of morphological features of live cancer cells vs normal cells using AFM through fractal analysis of cell boundary nanostructures
- Development of cell biological research tool for analyzing the morphological and electrostatic features of single cells simultaneously by combining the fractal analysis method using AFM and electric property analysis of cells by using EFM
- Development of high resolution analysis program for fractal analysis with high speed and automation, compatible with optic devices, for investigating diverse physical properties of cancer cells
5 subgroup
- Development of near field acoustic microscopy and imaging technique
- Development of label free probing method using the surface potential measurement
- Development of local electroporation method using the SPM based technology

Expected Contribution(응용분야 및 활용범위 포함)
◦ Drug discovery will be much faster, cheaper, more repeatable, more accurate, and more reliable using this new platform which dose not require expensive biochemical reagents, markers, over-expression, over-bleaching, and flourescence proteins
◦ Application of a new diagnosis apparatuses for clinical applications based on physical properties of living cells.
◦ The dielectrophoresis based high efficiency/throughput separation system will significantly contribute to increase competition capability of korean biomedical device, especially, cell sorter.
◦ We expect to apply this system to cell replacement therapy through stem cell separation and cancer diagnosis

(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 ... 7
• 1) 최종 연구개발 목표 및 달성도 ... 7
• 2) 연구개발 전략 및 방법 ... 13
• 3) 연구개발 내용 및 결과 ... 31
• 4) 연구개발 실적(논문, 특허, 기술이전 등) ... 317
• 5) 연구개발 결과의 활용방안 및 기대효과 ... 367
• 6) 연구비 집행 실적 ... 369
• 7) 중대형 연구 장비 구축 현황 ... 369
• 8) 주요 변경 사항 ... 370
• 9) 총괄과제 추진 체계 ... 370
• 3. 연구개발결과 활용계획서 ... 371
• 1) 연구성과 및 활용 현황 ... 371
• 2) 연구개발결과 활용 계획 ... 381
• 3) 기대효과 ... 385
• 4) 문제점 및 건의사항 ... 387
• 4. 후속 연구개발 계획 ... 388
• 1) 국·내외 연구 동향 ... 388
• 2) 연구개발 방향 및 핵심전략 ... 398
• 3) 연구개발 결과의 활용방안 및 기대효과 ... 400
• 4) 연구책임자 ... 402
• 5) 참고문헌 ... 403
• 6) 참고사항 (관련 분야 전문가 및 연구자) ... 403
• 7) 평가의견에 대한 수정·보완 대비표 ... 403
• 8) 연구목표 달성도 ... 404
• 끝페이지 ... 404