• 한국진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.549-554
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• 2008

수소 플라즈마 처리된 유리 기판에 스핀 코팅 시스템을 이용하여 nickel chloride를 코팅하여 단백질칩 플레이트를 제조하였다. 다양한 플라즈마 처리 시간대에서 histidine tagged 단백질의 부착 능력 특성을 연구하였다. 유리 기판 표면에서 nickel chloride와 단백질 특성을 particle size analysis를 이용하여 관찰하였고, 단백질의 부착 능력 정도를 bio imaging analyzer system으로 측정하였다. 실험 결과에 따르면, 플라즈마 처리 시간이 증가할수록 단백질 부착 능력은 감소하는 것으로 나타났다. 기판 표면에서의 단백질 부착능력 특성에 관한 mechanism은 본문의 결과 및 토의에서 논의되었다. 플라즈마 처리된 단백질칩 기판에 대한 표면 안정화는 바이오센서 시장에서 큰 관심을 끌 것으로 기대된다.

• 전자공학회지
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• 제29권3호
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• pp.29-35
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• 2002

• 발명특허
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• 제28권1호통권319호
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• pp.47-47
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• 2003

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 가을 학술발표논문집 Vol.33 No.2 (A)
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• pp.22-27
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• 2006

압타머칩은 혈청(serum) 내의 지정된 단백질의 상대적 양을 직접 측정할 수 있는 바이오칩으로서, 의학적 질병 진단에 유용하게 사용할 수 있는 툴이다. 압타머칩 데이터 분석에는 기존의 마이크로어레이 분석기법을 그대로 적용할 수 있다. 본 논문에서는 Potential SVM(PSVM)을 이용하여, 심혈관질환 샘플 기반의 압타머칩 데이터에서 바이오마커 후보 단백질을 선정한 결과를 정리한다. PSVM은 분류 알고리즘으로서 뿐만 아니라 자질 선택(feature selection)에서도 우수한 성능을 보이는 알고리즘으로 알려져 있다. 심혈관 질환의 단계에 따라 구분한 4개 클래스, 135개 샘플로 구성된 3K 압타머칩 데이터에 대해 PSVM을 적용하여 자질을 선택하고 분류성능을 측정한 결과, 마이크로어레이에서의 자질 선택에 많이 사용되는 Gain Ratio 기법과 비교하여 보다 적은 수의 단백질 정보로 보다 나은 분류 성능을 보임을 확인하였다. 더불어, PSVM을 이용해 선택한 단백질군을 심혈관 질환 진단을 위한 바이오마커 후보로 제시한다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.371-377
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• 2007

나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제60권4호
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• pp.412-418
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• 2006

연구배경 : 클라미디아 감염의 진단은 혈청검사로 이루어진다. 현재 표준 방법은 MIF(microimmunofluorescence)이나 이 방법은 주관적이고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 최근을 SPR(surface plasmon resonance) 센서를 이용한 단백질 칩이 감염의 새로운 진단 방법으로 제시되고 있다. 클라미디아 감염의 진단을 위한 단백질 칩 개발을 위하여 금 칩 표면에 세균을 고정하고 클라미디아 균에 대한 항체와 표면 위 세균과의 반응을 SPR 센서를 이용하여 측정하고자 하였다. 방법 : 표면 항원으로 배양한 Chlamydophila pneumoniae LKK1의 EB를 정제하였다. 양전하를 띤 PDDA (polydiallyldimethylammonium chloride)를 이용하여 전하를 이용한 단백질 칩을 제작하였다. 클라미디아 균을 고정시킨 후에 atomic force microscopy를 이용하여 표면을 관찰하였다. 클라미디아 균에 대한 항체를 투여하고 나서 자체 제작한 SPR 센서를 이용하여 항원 항체 반응을 SPR 파장 변화로 측정하였다. 결과 : 양전하를 띤 PDDA 표면위에서 클라미디아 균이 고정되었음을 확인 하였다. 그리고, 항체를 투여한 후에 SPR 파장의 증가를 확인하였다. 파장 변화는 항원의 농도와 관련이 있었다. 결론 : 전하를 이용하여 클라미디아 폐렴균의 EB를 단백질 칩에 고정하였고, 단백질 칩 위에서의 항원 항체 반응을 확인하였다. 비정형 폐렴의 진단에 SPR 센서가 기여할 수 있을 것으로 사료되나, 실제 임상 시료에의 적용을 위해서는 좀더 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제41권4호
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• pp.299-308
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• 2007

본 연구의 목적은 의사결정트리를 생성하는 생물정보학 프로그램을 개발하고, 이를 갑상선유두암 혈청의 질량분석자료로 시험해 보는 것이다. 대상 및 방법: C4.5를 커스터마이징하여 의사결정트리 분석을 수행할 수 있는 'Protein analysis'라는 프로그램을 개발하였다 61개의 혈청시료(갑상선유두암 27, 자가면역성 갑상선염 17, 대조군 17)를 일정 기간 동안 순차적으로 냉동한 후 실온에서 일시에 해동하여 분석에 사용하였다. 모든 시료는 탈지질화 과정을 거쳐 준비한 후, 2종류의 단백질칩(CM10, IMAC3)에 각각 60개, 50개 시료를 적용하였다. 갑상선유두암의 특징적인 단백질 패턴을 찾기 위해 질량분석기를 이용하여 단백질칩을 분석했다. 'Protein analysis' 프로그램을 이용하여 단백질분포 자료로부터 의사결정트리를 작성하고, 생체표지자 후보물질을 검출하였다. CM10칩에서 발견된 생체표지자 후보물질을 무작위 표본추출 방법을 이용하여 검증하였다. 결과: 단백질분포 자료의 훈련과 검증이 가능한 의사결정트리 프로그램이 개발되었으며, 이 프로그램은 트리 구조와 노드 정보, 트리 구성 과정을 표시하는 3개의 창으로 구성되었다. CM10칩을 이용한 분석에서 총 113개의 단백질 피크 중 23개가 3그룹 간에 유의한 차이가 있었으며, IMAC3는 41개의 단백질 피크 중 8개가 3그룹 간에 유의한 차이가 있었다. 3그룹 분석에서 의사결정트리는 CM10칩과 IMAE3의 단백질분포 자료로부터 각각 60개와 50개의 시료를 높은 정확도로 분류하였으며(오차율 = 각각 3.3%, 2.0%), 각각 4개와 7개의 생체표지자 후보물질을 검출하였다. 암시료와 비암시료를 구분하는 2그룹 분석 에서, 의사결정트리는 모든 암시료를 정확히 구분하였으며(모두 오차율 = 0%), CM10칩을 이용한 분석에서는 단일 노드를 사용하고, IMAC3칩을 이용한 분석에서는 여러 개의 노드를 사용하였다. CM10칩의 단백질 분포자료를 5번의 무작위 추출에 의해 시행한 검증에서 암시료와 비암시료를 구분하는데 높은 정확도를 보였으나(정확도 = 98%, 54/55), 3그룹을 구분할 때는 중등도의 정확도를 보였다(정확도 = 65%, 36/55). 결론: 우리가 개발한 프로그램은 질량분석 자료로부터 성공적으로 의사결정트리를 생성하고, 생체표지자 후보물질을 검출할 수 있었다. 따라서 이 프로그램은 혈청 시료를 이용한 생체표지자 발굴 및 갑상선유두암의 추적관찰에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 과학과기술
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• 12호통권451호
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• pp.6-7
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• 2006

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.399-399
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• 2010

Polyethylene glycol(PEG)은 강력한 단백질 및 세포흡착 억제력을 가지고 있어 다양한 생물학적 연구에 사용되고 있으나, 기판과의 결합력이 무척 약해 기판 위에 박막을 형성하기가 매우 어렵다는 문제점이 있다. 이번 연구에서는 capacitively-coupled plasma chemical vapor deposition(CCP-CVD)를 이용하여 PEG를 유리 기판 위에 플라즈마 중합하여 plasma-polymerized PEG(PP-PEG) 기판을 만들었다. PP-PEG 박막은 FT-IR, XPS, ToF-SIMS 분석을 통하여 PEG와 매우 유사한 화학적 조성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 PP-PEG 기판은 photolithography 방법을 이용하여 표면에 photoresist를 패턴한 뒤 아민작용기를 가지는 plasma-polymerized ethylenediamine (PPEDA)를 증착하여 표면이 amine/PEG로 패턴화된 박막 기판을 만들었다. 패턴된 기판에 단백질 및 세포를 고정화하였을 때, 아민 작용기가 노출된 부분에만 고정화가 나타나고 PP-PEG 영역에는 단백질 및 세포의 흡착이 효율적으로 억제되는 것을 형광측정 및 ToF-SIMS chemical imaging 방법을 이용하여 확인하였다. 이러한 바이오칩 제작기술은 단백질 및 세포 칩을 포함한 여러 분야에서 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.40-47
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• 2007

단백질 매크로 어레이 영상에서 단백질 칩 각각의 특징을 규명하는 것은 중요한 것이다. 사람의 시각에 의한 판단은 많은 단백질 칩 영상을 실험할 경우, 장시간의 관찰과 그로 인한 오류가 발생할 수 있다. 따라서 시뮬레이터를 통한 특성 파악이 필요하게 되고, 매크로 어레이 스캔 영상에 대해 특성 분석을 할 경우 효율을 극대화할 수 있다. 형광 스캔 영상에 있어서, 각 셀의 반응도는 컬러 영상의 R, G, B 분포에 의존하여 왔다. 그러나 중첩되는 영상의 경우는 한쪽으로 구분하여 분류하기가 어렵다. 본 논문은 이러한 단점을 극복하기 위해 사용자가 원하는 색상에 대한 퍼지 측도 값을 적용한 퍼지 적분 값으로서 단백질 칩의 반응색상을 구분 지었다. Scan Array 5000에 의해 구성된 매크로 어레이 형광 영상들에 대해 실험한 결과, 퍼지 적분을 사용한 제안 방법이 모호한 색상에 대해 결정을 내릴 수 있는 요소가 됨을 보여 주었다.