초록 ▼

연구개요
○ 인체유래물에 존재하는 감염병 바이러스의 고감도 현장 조기진단을 통해 환자들을 정상인들과 신속히 분리하여 감염병 확산 방지가 필요함.
○ 터치버튼 작동식 미세유체기술을 활용한 디지털 분자진단기기를 개발하여 감염병 바이러스를 현장에서 고감도로 조기진단하고자 함.
○ 시료 전처리 과정부터 미세액적 생성 및 배열화, 신호증폭에 이르는 모든과정을 터치버튼 작동식 미세유체장치를 기반으로 통합화 하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
○ 현 과제수행기관 계약 만료로 인한 퇴직 및 연구비 중앙관리 불가

연구개요
○ 인체유래물에 존재하는 감염병 바이러스의 고감도 현장 조기진단을 통해 환자들을 정상인들과 신속히 분리하여 감염병 확산 방지가 필요함.
○ 터치버튼 작동식 미세유체기술을 활용한 디지털 분자진단기기를 개발하여 감염병 바이러스를 현장에서 고감도로 조기진단하고자 함.
○ 시료 전처리 과정부터 미세액적 생성 및 배열화, 신호증폭에 이르는 모든과정을 터치버튼 작동식 미세유체장치를 기반으로 통합화 하고자 함.

연구 목표대비 연구결과
○ 현 과제수행기관 계약 만료로 인한 퇴직 및 연구비 중앙관리 불가 기관으로의 이직으로 전체 5차년도중 1차년도 연구수행 후 과제중단 (전체 목표 대비 28% 목표 달성)
○ 1차년도 목표: 터치버튼 작동식 미세유체 제어기술을 활용한 시료 구획화 기술 개발 (1차년도 목표 달성도: 100%).
○ 1차년도 연구결과
- 수십 마이크로리터의 시료를 수만개의 나노리터 시료로 구획화하기 위해 터치버튼 작동식 미세유체기술을 활용하여 미세액적을 생성하고자 하였고, 이를 위해 터치버튼 작동식 펌핑 유닛 및 미세액적 생성 채널의 디자인을 최적화하였음.
- 미세유체 채널의 저항 조절을 통해 다양한 크기의 (50 ~ 120 μm) 미세액적을 5% 이하의 CV (Coefficient of Variation) 로 생성하였고, 기존의 bench-top 미세액적 생성기 (Biorad) 와 비슷한 수준의 크기분포를 보임을 확인하였음.
- 터치버튼 작동식 미세액적 생성기의 디지털 분자진단 활용가능성을 검증하기 위해 대장균의 DNA를 구획화 하고 이를 일반적인 열 사이클 기반 PCR을 통해 증폭하여 그 신호를 디지털 분석한 결과, bench-top 미세액적 생성기를 통해 구획화한 시료의 결과와 비교했을 때 큰 차이가 없음을 확인하였음.
- 추후 시료 전처리, 미세액적 배열화 및 신호증폭기능을 집적화하여 통합화된 터치버튼 작동식 미세유체 시스템에서의 디지털 분자진단이 가능할 것으로 기대됨.

연구개발성과 의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
○ 별도의 복잡한 펌핑시스템 없이 단순한 터치버튼 작동을 통해 균일한 크기분포를 가지는 다양한 크기의 미세액적을 생성할 수 있으므로 비전문가들도 손쉽고 값싸게 미세액적을 활용할 수 있도록 진입장벽을 낮출 수 있을 것으로 기대됨.
○ 터치버튼 작동식 미세액적 생성기를 활용한 디지털 분자진단기기 개발을 통해 감염병의 고감도 현장 조기진단이 가능할 것으로 기대됨.
○ 디지털 분자진단 분야 뿐만 아니라 단일세포 분석, 이중 에멀전 기반 유세포 분석, 액적 기반 3D 스페로이드 분석 등 다양한 생물학 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구의 필요성 ... 4
• 2) 연구의 목표 및 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 1) 기술적 측면 ... 13
• 2) 경제적, 산업적 측면 ... 13
• 3) 사회적 측면 ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 17
• 끝페이지 ... 20