• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.25-30
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• 2011

본 연구 논문은 수용액 기반의 청정 표면 개질 기술을 이용하여 세포칩을 제작하는 방법에 관한 것이다. 세포칩의 활용범위는 유전학, 의생물학, 세포생물학 등과 같은 기초학문과 더불어 암 진단 및 치료에 대한 유용한 도구로 응용 가능성을 가지게 된다. 기존의 세포 칩 제작을 위해서는 다량의 유기용매의 사용, 반도체 공정의 복잡성, 고가의 장비 등을 사용함으로 인해 경제적 손실과 환경적 악영향을 주었다. 본 연구에서는 수용액 기반의 청정 표면 개질 기술과 마이크로 컨택트 프린팅 방법을 이용한 세포 패터닝 기술을 융합하여 매우 손쉬운 세포 칩 구현을 하는 기반기술을 제시하였다. 이 세포칩을 이용하여 암세포와 정상세포간의 세포표면에서 발현되는 다양한 탄수화물 및 그의 유도체의 발현양의 차이를 분석할 수 있었다. 이를 바탕으로 새로운 암진단 기술 및 기초 의공학 기술에 활용하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.901-905
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• 2012

본 논문에서는 다수의 전기장 분포가 생성되는 단일 미세유로를 이용한 폐암세포 전기천공 및 활성도 분석칩을 제안하였다. 종래의 세포 전기천공 분석칩은 다수의 전기장 분포를 형성하기 위해 다수의 전극패턴 또는 다수의 미세유로를 필요로 하여 구조가 복잡하였다. 반면, 제안된 세포 전기천공 및 활성도 분석칩은 한 쌍의 전극 사이에서 계단 형상으로 폭이 변화하는 단일 미세유로를 이용하여 다수의 전기장 분포를 형성함으로써 간단한 구조로 세포 전기천공 및 활성도를 분석할 수 있다. 제안된 세포 전기천공 및 활성도 분석칩은 0.3kV/cm에서 0.5kV/cm까지 5단계의 전기장이 발생되도록 설계하였다. A549와 H23의 두 종류의 비소세포 폐암세포주를 이용한 성능실험 결과, 활성을 유지하면서 전기천공된 세포의 비율이 0.4kV/cm의 전기장에서 각각 $26.6{\pm}0.7%$ 및 $51.4{\pm}3.0%$로 가장 높은 값을 보였다. 제안된 세포 전기천공 및 활성도 분석칩은 세포의 형질주입 연구를 위한 집적화된 세포칩으로 응용될 수 있다.

• 기계저널
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• 제54권9호
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• pp.35-38
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• 2014

이 글에서는 동물 세포의 3차원 배양 칩(생체 조직 칩)과 이에 쓰이는 다양한 생체재료들을 소개하고자 한다.

• 분석과학
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• 제34권6호
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• pp.275-283
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• 2021

본 연구에서는 화학 물질의 급성 안자극 시험을 수행하기 위한 세포 기반 미세유체 칩의 개발과 응용에 관한 연구를 수행하였다. 포토리소그래피와 소프트리소그래피 공정을 이용하여 미세유체 칩을 제작하였으며, 칩은 배양 면적이 다른 3개의 세포 배양 구획으로 이루어져 있다. 세포 기반 안자극 시험은 토끼 각막 상피 세포를 사용하여 수행하였다. 미세유체 칩에 배양된 세포에 화학 물질 수용액을 처리한 후 일정한 간격으로 세포를 관찰하고, 생존율 곡선을 기반으로 세포 사멸에 대한 속도 상수를 계산하였다. 세포-세포 사이의 연접, 세포-기판 사이의 부착, 초기 세포 수 변화가 세포 사멸 속도에 미치는 영향을 조사하여 미세유체 칩의 성능을 검증하였다. 안자극 시험의 표준물질인 sodium dodecylsulfate (SDS) 수용액의 다양한 농도 조건에서 안자극 시험을 수행하였다. 화학 물질의 수용액에 300초 동안 노출시킨 세포의 생존율을 이용하여 안자극을 시험하였다. 최종적으로 미세유체 칩의 각 구획에 대한 가중치를 기반으로 독성 점수(toxicity score, TS) 산출식을 얻었다. 본 연구에서 개발한 세포 기반 미세유체 칩은 화장품과 제약에 사용되는 화학 물질의 안자극 시험에 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1785-1791
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• 2010

중합효소 연쇄반응(PCR)을 수행하려면 세포 용해(cell lysis)와 DNA추출(DNA purification)과정이 포함된 시료 전처리 과정을 거쳐야 한다. 종래의 시료 전처리 과정은 계면활성제와 같은 세포용해 버퍼를 이용하거나 열 또는 전기적 방법으로 세포막 파열을 유도하여 세포벽을 깬 후에 잔여물 처리과정을 거쳐 DNA를 추출하게 된다. 본 연구에서는 마이크로 비드와 PDMS 기둥을 이용한 필터가 있는 시료 전처리용 바이오칩을 설계 및 제작하였다. 또한 제작된 바이오칩을 사용하여 $80^{\circ}C$에서 2분간 세포용해를 수행하고 DNA를 추출하였다. 칩에서 전처리과정을 거친 시료내의 DNA농도와 순도를 측정하고 DNA PCR과 겔 전기영동을 통해 시료 전처리용 바이오칩의 성능을 평가하였다.

• 기계저널
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• 제50권11호
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• pp.31-34
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• 2010

이 글에서는 마이크로 유체 기술을 이용해 효과적으로 생체 내 신장 환경을 모사하고 이를 통해 신장 세포배양과 신장 기능 연구를 위한 신장 세포용 칩 제작 기술에 대해 소개하고자 한다.

• 한국융합학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.217-222
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• 2018

본 논문에서는 정확한 수의 희귀 세포 포집 및 이송을 위한 마이크로 폴리머 칩 플랫폼의 디자인과 제작, 그리고 프로토콜을 소개하고 있다. 본 플랫폼과 프로토콜은 기존의 통계학적인 샘플 준비 방법인 희석(Dilution)의 한계와 고가이며 형광염색이 요구되는 유세포분석기(Fluorescence activated cell sorter)의 단점을 극복하였다. 타켓 세포를 선택적으로 쉽고 간단하게 채집할 수 있으며 채집되는 세포의 수는 시각적으로 검증되므로 매우 정확한 방법이다. 또한, 채집된 세포들은 마이크로 챔버 등의 원하는 곳으로 세포의 손실 없이 이송 또는 주입 시킬 수 있다. 본 연구는 암진단 등을 목적으로 하는 칩 속의 실험실(Lab on a chip) 등에 필요한 희귀 세포 샘플 준비를 위해 활용 될 수 있을 뿐만 아니라 세포분석을 위한 싱글/더블/다수 세포 샘플의 준비에도 활용 가능하다. 본 논문에서 제시하는 세포 채집 플랫폼과 프로토콜을 검증하기 위해 5개의 인간 암세포(MCF-7)를 채집한 뒤 세포계수기(Hemocytometer) 안으로 주입시켜 세포의 수를 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.88-88
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• 2013

최근 각광을 받고있는 나노바이오 질량이미징 분석법의 측정원리를 이해하고, 세포/생체조직/생체샘플/바이오칩의 측정결과를 바탕으로 핵심측정 능력을 파악하여 각자의 연구에 적용 가능성을 탐색할 수 있는 역량을 배양하고자 한다.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
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• 한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
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• pp.116-123
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• 2006

생물체의 cDNA를 유리기판위에 고밀도로 첨착 시킨 유전자 칩과 정량적인 방법으로 개별 유전자 발현을 진단 가능한 Real- time PCR (실시간 고분자중합연쇄반응 기술) 기법은 첨단 의학분야와 신약개발 및 독성유전체 연구분야에 활발히 도입되고 있는 기술이다. 본 발표의 첫 번째 부분에서는 유전자칩 에서 얻어진 유전자 발현패턴분석에 기반한 바이오마커 선정 및 real time PCR에 의한 확증 관련 기술 과 유전자칩에서 얻어지는 수많은 데이터를 재정렬 및 다양한 분석기법과 display기술을 활용하여 광범위한 화학물질에 대한 독성효과 분석을 가능하게 해주며, 특정 독성물질에 대한 관련유전자 그룹 발견 및 독성영향에 따른 분류방법에 관한 결과를 발표할 것이다. 또한 바이오마커 활용의 하나로 박테리아세포 기반 바이오센서 제작및 세포칩 개발등에 대한 결과도 추가될 것이다. 두 번째 부분에서는 non-model organism(유전체정보가 확보되지 않은 생물체)인 송사리를 이용하여 새로운 2K 유전자칩을 개발하고, 여기서 각종 화학물질에 대하여 얻어진 수많은 유전자칩 분석 데이타를 활용하여 각각의 화학물질이 보여주는 독성효과를 매우 효과적이고 쉽게 이해할 수 있는 display기술을 개발, 적용함으로써 유전자칩 발현에 기반한 화학물질 독성 screening 및 specificity discrimination을 가능케 하는 예가 발표될 것이다. 이 연구에서 개발한 송사리 유전자칩은 간조직의 RNA를 직접 cDNA화 하는 방식을 취하고 있어 전체 송사리의 유전정보를 필요로 하지 않아 비용 및 효율에서 전체 송사리의 유전정보를 얻는 비용과 노력을 취하지 않고 간에서 발생하는 독성학적 영향 및 유전자의 발현정도를 정밀하고 효율적인 방법으로 얻어 낸다. 현재 2000여개의 cDNA유전자중 50%이상의 유전자가 17베타에스트라디올, 페놀, 노닐페놀, 비스페놀, 감마레이조사, 잔류약품중 이보프란, 다이클로펜악, 농약중의 파라???R, 돌연변이 유발물질 중의 이티비알, 금속류중의 카드뮴을 통해 발현양상과 특정 캐미칼별 발현 특이성이 조사되었고, 이들 유전자는 염기서열 분석을 통해 염기서열이 분석되었으며, 미국 NCBI의 유전자 은행과의 비교를 통해 일부유전자는 새로운 유전자로 밝혀지고 있다. 또한 이 발표에서는 소염진통제계열 의약품인 dichlofenac 이 송사리의 각종 조직에 미치는 독성영향을 Real-time PCR을 이용하여 대표적 스트레스 유전자의 발현에 미치는 영향에 대한 분석 예가 발표될 것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1692-1693
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• 2011

본 논문에서는 전극칩에서 배양하는 세포의 활동성을 실시간으로 모니터링 하기 위해 AC 함수발생기와 Lock-in-amplifier (SR 830, Stanford Research System)를 이용하여 개발한 LabVIEW(National Instrument)기반 세포 임피던스 측정시스템을 제안하였다. 대장암 세포인 HT-29를 다 채널 전극칩에서 60시간동안 배양하는 동안 LabVIEW기반 세포 임피던스 측정시스템을 이용해서 인가하는 신호의 주파수와 세포의 배양시간에 따른 세포 임피던스 변화를 관찰하였다. 결과 HT-29 세포가 전극에 안착하고 증식하기 때문에 전극의 임피던스가 증가한다는 이전 연구결과와 일치하는 측정결과를 얻었고, 이 결과를 통해서 제안한 LabVIEW 기반 세포 임피던스 측정시스템이 암세포 연구에 적합하고, 앞으로 유용하게 사용될 수 있음을 확인하였다.