| 초록 |
본 연구는 염색이나 형광 표지자 없이 생체 세포 및 조직의 생화학 분포를 고감도, 고선택성, 고속, 고분해능, 실시간, 3차원 분석이 가능한 차세대 무표지 생체신호분석 원천측정기술을 개발하는 목적으로 아래와 같은 바이오 이미징기술 및 관련 진단 기술을 성공적으로 개발하였음. ● 본 연구과제는, 중적외선 파장대역에서 동작하는 비선형광학 적외선 현미경 플렛폼을 개발하고 생체시료에 대한 분자진동 콘트라스트 이미지를 얻고 기존의 적외선 현미경에 비해 더 높은 공간분해능을 얻고자 하는데 목적이 있다. 이를 통해 바이오시스템에 대한 보다 유용한 정보를 얻게 된다. - 소형의 펌프빔/프로빔 레이저로 구성된 간결한 비선형 적외선 이미징 시스템 구축 - 광원부, 현미경 프레임부, 검출시스템부로 모듈화된 장치들로 구성하므로써 시스템이 보다 소형이고 간결한 구조가 되었다. - 기존의 등방성 생체물질 뿐만아니라 콜라겐과 같은 비등방성(non-centrosymmetric) 물질에 대한 분자진동 선택적 이미징이 가능하도록 합주파수생성(sum-frequency generation) 비선형광학 이미징기술을 개발하였다. - 가시광선(~633nm)과 중적외선(~3.5 ㎛)을 모두 포함하는 광대역에서 색수차(chromatic aberration) 없이 레이저빔을 집속할 수 있는 비축포물면경(off-axis parabolic mirror)을 대물렌즈로 이용하는 광학시스템 구축 ● 본 연구과제는 세포, 생체조직, 생체시료 안에 존재하는 다양한 생체신호 관련 분자들의 무표지 질량분석 이미징 및 바이오칩 검사 기술을 개발하여 망막허혈 및 망막혈관신생 질환 치료, enzyme 활성도 측정기반 진단/스크린, 진단용 저질량 대사체 발굴이 가능하게 함으로써,신개념 생체신호분석 원천 platfom 기술을 완성하는 것을 목표로 함. ● 망막허혈 및 망막혈관 신생 치료기술을 위한 Ca 및 Zn 이온의 질량이미징 측정기술을 세계 최초로 개발하였고, 금이나 실리카 나노입자에 의한 혈관신생 억제 효과를 보기위한 질량이미징 분석기술도 성공적으로 개발하였음. ● 세포 내부 및 암환자 생체시료 내부에 존재하는 질병 특이 enzyme 활성도 측정 질량이미징 platform 기술을 성공적으로 개발하였고, 이를 통한 enzyme 활성도 억제 신약 후보물질 스크리닝용 질량이미징 분석기술도 완성하였음. ● 클러스터 이온빔 및 말디 레이저빔을 이용한 암환자 생체조직 및 혈액에 존재하는 저질량 대사체 질량분석기반 진단 원천기술을 성공적으로 개발하였고, 이를 치료기술 및 치료효과 모니터링에 사용하였음. ● 1 마이크론급 말디 질량현미경 시제폼 개발 및 말디/대기압 질량이미징기반 바이오칩 검사 platform 기술을 개발하였음. ● 무표지이미징기술 검증 및 활용을 위한 프로브 개발 및 세포주 제작 - 비선형 광학이미징기술과 형광측정기술에 의하여 동시에 검출될 수 있는 스마트 바이오프로브 개발(2종) - 프로브 제조를 위한 바이오컨텐츠 확보(10종) - G-Protein coupled receptor (GPCR) 과발현 시킨 분자영상용 세포제작(2종) - 스마트프로브를 이용한 실시간 세포이미징 완료 ● 표적단백질 특이적인 신개념 무표지 형광이미징 기술 개발 - 표적단백질의 고유형광(트립토판의 형광)을 이용하는 신개념 단백질 무표지검출(iFRET) 탐침개발(7종) - iFRET측정용 Deep UV 형광현미경 개발 - 질량분석 이미징 기술을 적용할 바이오컨텐츠 개발(74종) ● iFRET 형광탐침을 이용한 천연표적단백질 검출 기술 완성 - iFRET 탐침개발 및 형광 효율 비교를 통한 기술 최적화(6종) - 무표지이미징(iFRET 이미징)용 Deep UV 형광현미경 최적화 및 동물세포 이미징에 활용(2종) - iFRET에 적합한 표적단백질에 대해 약물 스크리닝 기술 확립(2종) - 2종 이상의 단백질에 대하여 iFRET 검출기술 개발 및 최적화 연구 ● 무표지 질량분석 기술을 바탕으로 한 망막허혈 치료 기술 개발 - 망막허혈의 단계에 따른 망막조직 내 망막혈관내피세포, 망막신경세포 및 성상세포들에서의 유효 이온들 및 신호전달기전 변화에 대한 통합적 분석 - 망막허혈에 따른 망막 세포들의 사멸 기전 활성화에 대한 유효 이온 및 신호전달기전의 활성 분석 - 망막허혈 동물모델에서 유효 인자 조절에 따른 세포사멸 억제를 통한 치료적 접근 확인 ● 무표지 질량분석 기술을 바탕으로 한 망막혈관신생 치료 기술 개발 - 망막혈관신생의 단계에 따른 망막혈관 구성 세포들에서의 유효 이온들 및 신호전달기전 변화에 대한 통합적 분석 - 금, 규소 등의 나노입자에 의한 망막혈관신생 억제 과정에서 망막조직 및 망막혈관 구성세포들에서의 유효 이온들 및 신호전달기전 변화 분석 - 망막혈관신생 동물모델에서 나노입자의 기전에 근거한 혈관신생 억제 치료적 접근 확인 ( 출처 : 요약서 3p ) |
