초록 ▼

□ 연구개요
• 치료용 항체를 포함한 유전재조합단백질 세포 또는 균주를 병렬식 분산형으로 접종, 배양가능한 마이크로-바이오리액터(μ-Bioreactor, μ-BR)를 개발한다
• 선택된 단일세포의 스크리닝을 통하여 표적물질인 항체치료제 등의 biologics를 생산하는 최적조건을 확립하고, 생물공정 설계에 유용한 파라미터를 제공한다
• 자체 개발한 칩을 이용하여 바이오의약품 생산에서 발생하는 기체생성물 및 증발된 생성물의 전체 키네틱스를 정확히 분석, 최대생산성을 확보할 수 있게 한다.

□ 연구 목표대비

□ 연구개요
• 치료용 항체를 포함한 유전재조합단백질 세포 또는 균주를 병렬식 분산형으로 접종, 배양가능한 마이크로-바이오리액터(μ-Bioreactor, μ-BR)를 개발한다
• 선택된 단일세포의 스크리닝을 통하여 표적물질인 항체치료제 등의 biologics를 생산하는 최적조건을 확립하고, 생물공정 설계에 유용한 파라미터를 제공한다
• 자체 개발한 칩을 이용하여 바이오의약품 생산에서 발생하는 기체생성물 및 증발된 생성물의 전체 키네틱스를 정확히 분석, 최대생산성을 확보할 수 있게 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
• 단일 세포의 도입이 가능한 병렬, 분산성의 세포배양 μ-BR의 설계
- 포토리소그래피 기술을 이용, 단일세포를 병렬, 분산성 포획하여 배양할 수 있는 μ-BR를 설계ㆍ제작함
• μ-BR에 물질공급 및 환경조정을 위한 시스템 제작
- 통합형 마이크로 밸브 및 펌프를 활용한 물질공급 및 온도조절 시스템 구축
• μ-BR에서의 단일세포 배양과 성장 및 조절
- 단일~수십개의 세포를 도입하여 조절할 수 있는 μ-BR 기능성 검증
- Off chip/On chip에서의 세포성장을 비교, 칩 내부에서의 세포성장이 잘 이루어짐을 확인하였음
• μ-BR 채널에의 균주 부착 방지 조절
- 채널 내부 표면의 성질 개변을 통한 균주의 부착 조절기술 확립
• 바이오의약품 생산 프로세싱을 위한 메조-스케일 바이오리액터의 제작
- 메조 스케일과 동일한 수준의 세포성장을 유지할 수 있는 환경유지 조건 구축
• 메조-스케일 바이오리액터의 운전
- 메조스케일 생물반응기에서의 바이오리액터 운전 및 타겟 균주의 배양효율 검증
• 메조-스케일 생물공정의 속도론적 해석 및 바이오프로세스 스케일링 기준 제시
- 메조스케일 생물만응기 기반의 균주 성장 모니터링 및 단일세포 or 콜로니 접종에 대한 효과를 관측하여 바이오프로세스 스케일링 표준 제시

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
• 기존의 세포배양기술을 혁신적으로 개선한 병렬식 분산형 μ-BR(Micro-Bioreactor)를 제안
• 새로운 시스템을 통한 단일세포 레벨의 세포거동 파악 및 바이오의약품 생산을 비롯한 생물공정의 최적화 조건 확립
• 단일세포 레벨 마이크로-메조 스케일의 scale factor의 최초 규명
• 대규모 공정에서도 경제성과 신뢰성이 보장되는 효율적인 생물공정설계의 새로운 패러다임 제시
• 다양한 난치병에 대한 세포 레벨에서의 진단 및 치료제 등의 효율을 측정할 수 있는 약물검증시스템으로 활용 가능
• 펩타이드, 효소 등의 생체분자간의 상호작용 분석, 생명현상의 속도론적 해석, 질병의 조기진단, 단백질체 연구, 신약후보물질 스크리닝, 세포배양환경의 모니터링 등 폭넓은 적용이 가능

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 35