초록 ▼

□ 연구개요
초고민감도 열량센서를 개발하여 단일세포레벨의 대사열 측정을 통해 세포대사율을을 정량분석하고, 이를 통해 정상세포와 암세포를 구분하는 센싱 기법을 개발하고자 하였다. Parylene 박막 미세채널을 집적한 고민감도 칩열량계를 구축하고, 암세포 대사열이 정상세포에 비하여 상대적으로 높은 것을 확인하였으며, inertial microfluidic 세포분리 기술을 이용하여 높은 효율로 혈액속의 CTC를 분리하는데 성공하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 열량측정 기반 대사율 센서 구축
- Hi

□ 연구개요
초고민감도 열량센서를 개발하여 단일세포레벨의 대사열 측정을 통해 세포대사율을을 정량분석하고, 이를 통해 정상세포와 암세포를 구분하는 센싱 기법을 개발하고자 하였다. Parylene 박막 미세채널을 집적한 고민감도 칩열량계를 구축하고, 암세포 대사열이 정상세포에 비하여 상대적으로 높은 것을 확인하였으며, inertial microfluidic 세포분리 기술을 이용하여 높은 효율로 혈액속의 CTC를 분리하는데 성공하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 열량측정 기반 대사율 센서 구축
- High TCR Vanadium oxide (VOx) thermistor 집적 및 low-noise 측정 회로를 이용한 초고민감도 온도센서 구축. 온도 민감도: ΔT ~ 10 μK 달성
- 진공단열 미세채널 구조 최적화를 통한 thermal conductance 감소: G ~ 1μW/K 달성
- VOx passivation, 박막 stress 조절을 통한 디바이스 안정성 강화
- 최종 대사율 (power) 측정민감도: Δp ~ 10 pW 달성
• 암세포와 정상세포간 대사율 차이 정량 측정
- 개별 세포조작과 유체 샘플 조작을 위한 미세유체(microfluidics) 디바이스 개발
- 다양한 세포 대사열 측정 및 비교 분석
- 약물 반응에 따른 대사열 변화 관측
• 단일세포 수준에서 비표지(label-free)방식으로 CTC 탐지
- CTC 분리 및 탐지 가능성 확인

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 과제를 통해 개발된 칩열량계는 세계 최고 수준의 민감도를 가지는 동시에 다양한 미세유체 조작이 가능하여 다양한 기초 및 응용연구에 적용이 될 수 있다. 특히 parylene박막을 이용한 미세채널을 결합한 칩열량계 기술은 높은 민감도를 가지기 위한 해당분야의 필수 기술로 자리잡을 것으로 기대된다. 이러한 개발결과를 이용하여 후속연구를 추진하고 연관 신규과제를 진행하기위한 기반 기술로 활용하고자 한다.
대사열을 바이오마커로 이용하는 바이오센싱기법은 낮은 민감도를 가지는 것으로 인식되어 중요성에 비해 활용도가 낮은데, 본 연구결과를 통해 더 많은 활용분야가 개척될 것으로 기대된다. 또한 현재 기초연구개발 단계에 있으나 연구개발 결과를 기반으로 상용화 기술을 개발할 경우 제약 및 의료계에 상업적 경쟁력을 충분히 가지는 측정장비로 활용이 될 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구목표 ... 4
• 1.2 연구의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 2.1 연구내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 15
• 6. 참고문헌 ... 15
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 26
• 끝페이지 ... 40