• Proceedings of the Korean Society for Bioinformatics Conference
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• 2006.02a
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• pp.11-18
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• 2006

바이오칩의 대표 주자인 DNA 칩은 점차 분자생물학의 주요 도구로 인식되고 있다. 쓰임새 또한 다양해져 기초 생물학, 기능 유전체학 연구뿐만 아니라 임상 현장에서의 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 임상분야에서 최근 주목 받고 있는 분야가 DNA 칩을. 이용한 질병진단 및 예후 측정이다. 개별 환자 세포의 분자유전학적 상태는 DNA 칩의 유전체 프로파일링(genome-wide profiling)으로 상세히 파악될 수 있으므로, DNA 칩은 질병의 세부아형 진단, 약물에 대한 개인 민감도 측정, 정확한 예후 측정을 통한 환자의 세심한 관리 등 미래 의료의 핵심이라 할 수 있는 개인별 맞춤 치료(personalized medicare)를 가능하게 하는데 지대한 역할을 할 것으로 기대되고 있다. 특히 수많은 질병 중에서 현대인의 난치병으로 손꼽히는 암은 DNA 칩 분석의 주요 적용 대상이다. 암에 연관된 복잡한 메커니즘을 기존의 단일 표지자로 진단하는 데는 한계가 있기 때문에, DNA 칩을 이용해 질병의 특정 phenotype과 관련 있는 암의 특이 패턴을 전사체 수준에서 분석하여 새로운 형태의 분자유전학적 표지자(transcriptional molecular signature)를 발굴하는 것이다 본 발표에서는 이러한 연구에 쓰이는 DNA 칩 분석 방법들과 실제 위암 데이터에 적용한 사례에 대해 논의하고자 한다. 연세의대 암전이 연구센터의 17K cDNA 칩을 이용하였으며, 진단 및 예후 측정을 위한 여러 분석 방법을 수행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1785-1791
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• 2010

This paper describes a separable microfluidic device fabricated with PDMS (polydimethylsiloxane) and glass. The device is used for sample preparation involving cell lysis and the DNA purification process. The cell lysis was performed for 2 min at $80^{\circ}C$ in a serpentine-type microreactor ($20 {\mu}l$) using a Au microheater that was integrated with a thermal microsensor on a glass substrate. The DNA that was mixed with other residual products during the cell lysis process was then filtered through a new filtration system composed of microbeads (diameter: $50 {\mu}m$) and PDMS pillars. Since the entire process (sample loading, cell lysis reaction, DNA purification, and sample extraction) was performed within 5 min in a microchip, we could reduce the sample preparation time in comparison with that for the conventional methods used in biochemistry laboratories. Finally, we verified the performance of the sample preparation chip by conducting PCR (polymerase chain reaction) analysis of the chip product.

• KSBB Journal
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• v.22 no.6
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• pp.387-392
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• 2007

Recently, microfluidic biochips for DNA microarray are providing a number of advantages such as, reduction in reagent volume, high-throughput parallel sample screening, automation of processing, and reduction in hybridization time. Particularly, the enhancement of target probe hybridization by decrease of hybridization time is an important aspect highlighting the advantage of microfluidic DNA microarray platform. Fundamental issues to overcome extremely slow diffusion-limited hybridization are based on physical, electrical or fluidic dynamical mixing technology. So far, there have been some reports on the enhancement of the hybridization with the microfluidic platforms. In this review, their principle, performance, and outreaching of the technology are overviewed and discussed for the implementation into many bio-applications.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2006.11a
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• pp.609-612
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• 2006

본 연구는 진단용 DNA 칩의 자동판독 시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다. 일반적인 자동판독 시스템의 사양을 정의하고 그 구현방법을 제안하였다. 응용 예로서 자궁경부암 진단용 DNA 칩을 대상으로 GenePix 스캐너 프로그램 환경에 적용하였다. 영상획득은 GenePix 의 라이브러리를 사용하여 HTML 언어로 구현하였고, 영상의 판단과 보고서 생성은 Microsoft Visual C++ 6.0를 사용하여 COM 형태로 구현하였다. 결과 보고서는 한글 2002 문서에 환자 정보와 결과 정보 등에 해당하는 곳에 미리 정의된 표지문자열들을 삽입하여 템플릿을 만들었다. 판독 시스템은 템플릿을 읽어들여 처리 결과의 내용으로 표지문자열들을 치환하여 보고서를 생성하였다. 제안한 시스템을 통해서 스캐닝을 통한 영상획득, 영상읠 판독, 결과 보고서 생성으로 구성된 전체 판독과정이 사용자의 개입 없이 자동으로 처리될 수 있었다. 본 시스템은 기존에 수작업을 자동화여 판독 시간을 단축하고 판독 기준을 정량화하여 진단용 DNA 칩이 대량검사 활용되는 공헌할 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.17 no.11
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• pp.25-35
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• 2000

• Korean Journal of Agricultural Science
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• v.30 no.1
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• pp.76-88
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• 2003

This study exploits the robot system which is necessary in gene study, bio-technology industry. As well, it can achieve the job of DNA chip manufacturing whose use rate has been increased recently. The robot consists of DNA spotting device for spotting DNA on the silylated slide and well plate, bed for fixing well-plate, washing & drying device of washing and drying the pin part of DNA spotting device, distillation-water vessel, and discharge vessel of wash water. We made the term of sticking DNA to the pin on well plate to be 15 seconds. The spot size of DNA was set to be 0.28 mm on the average by bringing the slide into contact with pin for 1 second. At this rate, if DNA is spotted in the minimum space possible of about 0.32mm, it can stick about 8,100 DNA spots on the well plate. Analyzing the procedure: Movement starts. Pin washes, dries, and smears DNA on the well plate. Spots DNA onto 12 chips takes 2 minutes and 50 seconds.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.13B no.6 s.109
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• pp.579-584
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• 2006

This paper proposes a nonlinear template matching measure, called counting measure, as a signal detection measure that is defined as the number of on pixels in the spot area. It is applied to classify probes for an on-off type DNA chip, where each probe spot is classified as hybridized or not. The counting measure also incorporates the maximum response search method, where the expected signal is obtained by taking the maximum among the measured responses of the various positions and sizes of the spot template. The counting measure was compared to existing signal detection measures such as the normalized correlation and the median for 2390 patient samples tested on the human papiliomavirus (HPV) DNA chip. The counting measure performed the best regardless of whether or not the maximum response search method was used. The experimental results showed that the counting measure combined with the positional search was the most preferable.

• Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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• 2005.05a
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• pp.198-201
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• 2005

DNA microarray 칩은 신약 개발, 유전적 질환 진단, Bio-molecular 상호작용 연구, 유전자의 기능연구 등 폭넓게 사용되고 있다. 이 논문은 cDNA mimcroarray 데이터를 분석하기 위한 웹형태의 시스템 개발에 대한 내용을 다룬다. 하나의 cDNA microarray에는 수 백에서 수 만개의 유전자가 심어져 있으며, 데이터를 분석할 때 대량의 데이터와 다양한 형태의 오류로 인해서 데이터간의 차이를 보정하는 분석 도구와 통계적 기법들이 사용되어야 한다. 본 논문에서는 가상 칩 뷰어를 이용하여 실제 microarray 데이터의 foreground intensity에서 백그라운드의 intensity를 제거하여 일반화된 칩 이미지를 생성한다. 이 가상 칩 뷰어는 여러 가지 필터효과와 서로 다른 두 형광의 차이를 조정하는 global normalization 기법을 사용하여 발현 유전자 분석을 시각적으로 할 수 있고, 중복된 마이크로어레이 칩 데이터를 통하여 시간이 많이 걸리는 분석전 칩의 유효성을 검토할 수 있다. 칩 데이터의 normalization을 위한 통계 방법으로 R 통계 도구와 linear 모델을 사용하여 microarray 칩의 유전자 발현 양상을 분석한다. 통계적 방법을 사용하지 않은 데이터를 추출, 이 데이터의 패턴 그래프 그리고 발현 레벨을 분류하여 마이크로어레이의 각 스팟의 유효성 검토의 정확성을 높였다. 이 시스템은 칩의 유효성 검토, 스팟의 유효성 검토, 유전자 선정에 대해 분석의 용이성과 정확성을 높일 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1553_1554
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• 2009

마이크로칩에서의 생체물질 분석에 있어서 재현성은 매우 중요한 사항이다. 이전부터 많은 연구자들에 의해서 분석시 재현성을 향상시키고자 많은 연구가 선행되었다. 재현성을 향상시킬 수 있는 한 방안으로 겔 전기영동이 이용되고 있다. 본 연구에서도 겔 전기영동을 마이크로칩에 접목시켜 재현성을 향상시키는 실험을 진행하였다. DNA 시료로 100bp부터 1500bp 길이의 DNA 단편들을 사용한 결과 인산완충식 염수 (PBS)만을 사용하였을 경우보다 인산완충식염수(PBS)와 5% 폴리아크릴아미드 겔 (5% polyacrylamide)과 같이 사용하였을 경우 더 향상된 재현성을 확보하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1460-1461
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• 2008

마이크로칩 형태에서의 모세관 전기영동과 전류법을 이용하여 디옥시리보핵산(DNA) 단편들의 분리 검출하는 실험을 하였다. 마이크로 채널이 형성된 PDMS(polydimethylsiloxane)와 금 전극이 형성된 유리 기판을 접합하여 마이크로칩을 제작하였다. 20V/cm의 전계를 인가하여 100bp-1.5kbp 길이의 DNA 단편을 모세관 전기영동 하였을 때 250초내에 분리 검출되는 것을 확인하였다.