| 초록 |
□ 최종 연구목표 • 나노미터 분해능 멀티스케일 3차원 이미징을 위한 미니 광·전자 융합현미경 개발 및 측정 기술 연구 • 공간 분해능 < 2nm 의 FE 미니 환경 SEM과 공간 분해능 0.5 μm의 공초점/형광 현미경으로 전처리한 세포, 박테리아 등의 생체시료를 동시에 관찰 • 울트라마이크로톰으로 시료를 50nm 이하의 절편으로 절단하여 3차원 이미지를 구축할 수 있는 전자현미경, 광학현미경 그리고 울트라마이크로톰을 하나의 장비에 융합하여 멀티모달 나노바이오·이미징 현미경의 개발 □ 연구내용 ◇ 세부과제 1 • 한국표준과학연구원 - 전자현미경의 대물렌즈와 전자제어계를 개선하여 분해능 1nm급의 FE-SEM 상용화레벨 시제품을 제작 - 전자현미경의 대물렌즈와 융합할 때 전자현미경 대물렌즈와의 간섭을 최소화 할 수 있도록 광학대물렌즈의 형상을 테이퍼로 설계하고, 분해능은 500 nm 급의 배율 50배 대뮬렌즈 시제품 개발을 완성함. 전자빔과 광학빔의 동축정렬에 사용되는 거울을 400 ~500 nm 대역에서 반사율이 향상되는 금속물질로 코팅하고 특성을 분석하여 성능을 개선 - ‘하드웨어 개발과 병행 및 융합 연구’를 통한 소프트웨어 개발을 통해, 사용자가 운용하는 특정 측정 장비 및 시료에 최적화된 결과를 제공할 수 있음. 특히, 개발한 핵심알고리즘을 모듈화하고, Graphic User Interface를 연동하여, SEM 운용 소프트웨어에 빠르고 간편하게 이식가능하도록 3차원 복원 프로그램을 구성함 • 한국과학기술원(위탁) - 세포외소포체의 마커 단백질(CD63)에 형광단백질을 발현하는 세포를 제작하고 형광현미경으로 세포내 국소부위의 소포체 분포를 관찰함 - 융합현미경을 통해 관찰이 가능한 시료 전처리 방법의 표준화 및 세포외기질물질의 리모델링으로 인한 세포-ECM 상호작용에 관한 연구를 수행함 ◇ 세부과제 2 • 한국기초과학지원연구원 - 4차년도 제작한 UT의 구조 개선(10 mm 이상의 절삭 이동영역 확장 및 30 nm 이하의 절삭구역 분해능 개선)을 통해 시작품을 개발하고 Vacuum chamber 환경에서의 에이징 테스트 완료 - UT 챔버 내부 진공도 향상과 UT 구동 시 발생되는 진동을 최소화 하는 스테이지 제작하고 융합전자현미경 본체와 In-chamber UT와의 결합 및 작동 확인 - 광학현미경과 주사전자현미경의 기능 확장성이 용이하며 In chamber UT 장착이 가능한 컬럼 이동형 스테이지 시작품 개발 ◇ 세부과제 3 • 한국생명공학연구원 - 음극선발광 나노입자의 표면 기능화 및 생체분자 도입 확인하고 압타머를 이용한 올바를 배향성을 갖는 항체 광-고정화 방법 확립함 - 염기 가닥 치환과 온도 조절을 모두 이용한 DNA 나노구조체의 가역적인 동적 변형유도 기술 확립으로 형광신호를 통한 구조물의 동적 변화 측정 - 융합 현미경을 이용한 다제내성균 identification 방법 확립을 위하여 전자현미경 관찰을 위한 다제내성균의 fixation 방법 정립하고 항생제 처리에따른 세포 morphology 차이를 SEM 이미지로 확인함 □ 연구성과 -CAP 과제 참여기관관의 시너지 창출을 위하여 지속적인 연구교류와 함께 개발 시제품의 응용연구를 수행하면 장비의 완성도를 높이기 위해 노력하고, 향후 개발 장비의 예상수요기관 및 연구원에서 세미나와 장비 설명을 함 -SCI급 국제학술지 논문 게재 25 편 -특허 1건 등록, 특허 출원5건 (누적 특허 등록12건, 누적 출원 36건 ) -당해연도 기술이전 실적 없으나 누적 기술이전 9건(433백만원) -본 과제에서 개발하고 있는 연구 결과물을 한국표준과학연구원 대표성과로 한국정밀공학회와 연구산업컨퍼런스 2020에 전시하여 홍보함 (출처 : 요약문 4p) |
