초록 ▼

□ 연구개요
○ 본 연구는 MCCs를 타깃팅해서 Capture 할 수 있도록 자성 나노입자와 Tumor Targeting Anti-Body를 합성하고, 6축 전자기장 제어 시스템을 이용하여 MCCs를 혈액으로부터 분리시킨 다음, 마이크로 채널에 미세 진동을 일으켜 채(Sieve) 효과로 MCCs를 빼내는 연구를 수행하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 본 연구에서는 혈액 내 순환암세포를 선택적으로 포집하기 위해 1) 암세포가 선택적으로 포집하기 위해 자성입자와 항체와의 결합을 연구하고, 2) 자성입자가

□ 연구개요
○ 본 연구는 MCCs를 타깃팅해서 Capture 할 수 있도록 자성 나노입자와 Tumor Targeting Anti-Body를 합성하고, 6축 전자기장 제어 시스템을 이용하여 MCCs를 혈액으로부터 분리시킨 다음, 마이크로 채널에 미세 진동을 일으켜 채(Sieve) 효과로 MCCs를 빼내는 연구를 수행하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 본 연구에서는 혈액 내 순환암세포를 선택적으로 포집하기 위해 1) 암세포가 선택적으로 포집하기 위해 자성입자와 항체와의 결합을 연구하고, 2) 자성입자가 부착된 암세포를 분리하기 위해 전자기장 제어시스템과 미세유체칩 시스템을 개발하고, 3) 분리된 자성입자를 분석하기 위해 전기화학적 분석플렛폼을 연구함.
1) 암세포와 자성입자를 성공적으로 합성하여 분석함.
- 암세포와 인식에 사용할 수 있는 MHI148과 EpCAM을 활용하여 자성입자를 코팅한 뒤 암세포와 상호작용하여 선택적으로 부착할 수 있음을 확인함.
- 마이크로채널을 제작하여 혈액을 선택적으로 분리하기 위한 최적의 크기를 개발함.
2) 암세포와 부착된 자성입자를 포집하기 위한 전자기장 제어시스템을 개발함
- 6축자기장발생장치를 활용하여 자성입자의 움직임을 제어함
- 자기장의 세기를 조절하여 자성입자가 부착된 암세포를 포집함
- 교류전원을 활용하여 마이크로플루이딕 칩 내부에서 sieving효과를 통해 자성입자와 암세포가 상호작용할 수 있도록 제어함
3) 전기화학적 암세포 분석을 완료함
- 전자기장에 의해 분리된 암세포를 측정하기 위해 마이크로플루이딕칩에 전극을 통합하여 세포의 유무에 따라 변하는 임피던스를 측정하여 세포의 포집을 분석함.
- EIS를 통해 채널에서의 임피던스 변화를 측정할 수 있었으며 Lock-in Amplifier를 통해 5ml/hr 이상의 다량의 혈액을 필터링하면서 측정할 수 있는 시스템을 구축함.
- QCM-D 전극의 표면개질을 통해 분리된 암세포를 표면에 포집하고 변화를 분석함.
- 암세포 이미지를 획득하여 포집된 암세포의 형태를 인공지능을 통해 학습시키고 분석하여 암세포의 이미지 데이터베이스를 쌓는 동시에 이미지를 통해 암세포유무를 분석함.
4. 정량적 연구 성과
- 5년 총 SCI 논문 27 편, 특허 2건

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 본 연구에서 제작한 전자기제어장치를 통해 자성입자를 이용한 암세포 분리시스템에서 좀 더 빠르고 정량적인 분석이 진행될 것으로 기대함.
○ 흐르는 혈액에서 암세포를 포집하기 때문에 더 많은 양의 암세포를 포집하고 실시간으로 포집되는 암세포를 판단하여 분석할 수 있을 것으로 기대됨.
○ 전기화학적 분석이 통합된 암세포 포집 및 진단시스템을 활용하면 신속하고 즉각적인 피드백을 받을 수 있을 것으로 기대됨.
○ 향후 병원과의 협업을 통해 암환자의 암진행정도에 따라 변하는 순환암세포 포집 정도를 비교하여 데이터 확보 예정.
○ 자성입자를 합성하고 바이오마커와 결합하는 방법에 대한 연구는 향후 약물전달과 삽입형 암세포포집 장치등에 응용할 수 있을 것으로 기대됨
○ 개발된 전자기장제어시스템은 자기장을 통해 제어되는 마이크로로봇제어에도 활용될 수 있을 것으로 기대됨

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 1) 성과관리 추진체계 ... 18
• 2) 예상되는 연구개발성과의 활용분야 및 활용방안 ... 18
• 3) 추가연구의 필요성 ... 18
• 4) 기업화 추진방안 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 끝페이지 ... 47