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표제지
목차
Ⅰ. 연구개발결과 요약문 8
최종결과보고서 요약문 8
Summary 9
Ⅱ. 학술연구용역과제 연구결과 10
제1장 최종 연구개발 목표 10
1.1. 목표 10
1. 연구배경 10
가. 탄저 10
나. 야토 11
다. 페스트 11
2. 연구 필요성 12
3. 연구목적 12
4. 기대효과 12
1.2. 목표달성도 및 관련분야에 대한 기여도 13
1. 연구목표의 달성도 13
2. 기여도 13
제2장 국내외 기술개발 현황 14
2.1. 국내외 기술개발 현황 14
1. 나노기술 기반 중금속, 유전자, 단백질에 대한 초고감도 검출 연구 14
가. 국내 기술개발 현황 14
나. 국외 기술개발 현황 17
2.2. 연구결과가 국내외 기술개발에서 차지하는 위치 20
제3장 최종 연구개발 내용 및 방법 21
3.1. 연구내용 21
1. 형광나노입자와 단백질 입자를 이용한 기능성 나노프로브 제작 21
2. 마이크로 유체 채널이용 센서의 채널 내 고정화와 이들의 표면 특성에 따른 기능화 21
3. 검출된 타깃 바이오마커의 센싱과 특이적, 초고감도 정량 검출 22
3.2. 연구방법 22
1. 이론적 연구방법 22
가. 면역효소측정법 (Enzyme Linked Immunosorbent assay, ELISA) 22
나. 단백질 나노구조체 (ferritin) 23
다. 양자점 (Quantum dot) 24
라. 자성입자 (Magnetic bead) 25
마. Quantum dot (QD) water-soluble 25
바. 마이크로유체 기반의 질병유발인자 검출용 분리ㆍ분석 칩 개발 25
2. 실험적 연구방법 26
가. 페리틴의 표면에 양자점 (QD) 결합 26
(1) QD water-soluble 26
(2) 단백질 나노구조체 (ferritin)의 제조 26
(3) QD 결합체와 magnetic bead 반응 27
(4) ferrtin-QD 결합체와 magnetic bead 반응 28
(5) 질병유발인자 검출용 마이크로 유체칩 제작 (그림 21) 28
제4장 최종 연구개발 결과 30
4.1. 고위험성 병원체 검출 30
1. 병원체 특이 항체 검증 30
가. 탄저균 30
나. 야토균 30
2. 병원체 검출 31
가. Well-plate 안에서 검출 실험 31
(1) 야토균 (그림 24) 31
나. 나노구조체 (ferritin)을 통한 검출 32
(1) 탄저균 32
(2) 야토균 33
(3) 페스트균 33
3/2. Magnetic bead와 QD-ferritin 결합체 반응 33
가. magnetic bead와 QD-ferritin 결합체 이미지 33
(1) magnetic bead와 QD-ferritin 결합체 TEM 이미지 33
(2) magnetic bead와 QD-ferritin 결합체 형광 이미지 34
(3) 야토균 농도별 반응 형광 사진 34
4/3. QD-protein G 결합체와 ferritin-QD-protein G 결합체의 병원체 검출 35
5/4. 마이크로 유체 채널 설계 및 자성입자 분리 및 병원체 검출 35
6/5. 질병유발인자 분리ㆍ분석 칩을 이용한 농도에 따른 야토균 검출 결과 37
제5장 연구결과 고찰 및 결론 38
5.1. 연구결과 고찰 38
1. 고위험성 병원체 검출 38
가. 탄저균 38
나. 야토균 38
다. 페스트균 38
2. 병원체 특이 항체가 결합된 magnetic bead와 QD-ferritin-Ab 결합체 반응 39
3. QD-protein G 결합체와 ferritin-QD-protein G 결합체의 병원체 검출 39
4. 마이크로 유체 채널 설계 및 자성입자 분리 및 병원체 검출 39
5. 질병유발인자 분리ㆍ분석 칩을 이용한 농도에 따른 야토균 검출 40
5.2. 결론 40
제6장 연구성과 및 활용계획 41
6.1. 활용성과 41
6.2. 활용계획 42
제7장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 44
제8장 기타 중요변경사항 44
제9장 연구비 사용 내역및 연구원 분담표 45
9.1. 연구비 사용 내역 45
9.2. 연구분담표 45
제10장 참고문헌 47
제11장 첨부서류 49
표 1. protein G 제작 위한 프라이머 27
표 2. protein G 결합 페리틴 제작 위한 PCR 수행 조건 27
그림 1. 덴드론 처리 기법을 이용한 생분자의 검출 14
그림 2. 금 나노입자-박막형태의 플라즈몬 공명구조 이용한 단일유기분자 검출 14
그림 3. 나노미터 캡을 이용한 단일 분자 검출 FRET 방법 15
그림 4. MMR을 위한 분자 스위치 모델에서 MutS의 역할 15
그림 5. 고감도 핵산-금 나노 입자의 합성 과정 16
그림 6. 효모 입자의 표면 기능화를 이용한 단분자 검출 개요 16
그림 7. 에이즈환자 샘플을 이용한 복합 진단 어세이 17
그림 8. 캔틸레버를 이용한 극미량 miRNA 검출법. (a) 실험장치 개요, (b, c) 실제 측정된 결과 17
그림 9. 단분자 수준 검출을 위한 금나노입자의 플라즈몬 장치 개요 18
그림 10. 단일 금나노 입자를 이용한 단분자 18
그림 11. 금나노 기반 유전자 마이크로어레이 19
그림 12. 자성분리를 기초로한 UCNP 형광을 접목한 3구성 샌드위치 어세이 방법 19
그림 13. 은나노디스크를 이용한 DNA 검출 원리 및 결과 20
그림 14. 타깃 위험인자를 특이적으로 검출하기 위한 나노 구조체 21
그림 15. 생물테러 및 전염병 위험인자 3종의 검출용 마이크로유체칩 설계/제작 및 고감도 바이오어세이를 위한 항체 고정화 22
그림 16. 면역효소 측정법 23
그림 17. 유전자 재조합을 통한 기능성 단백질 나노구조체 24
그림 18. 양자점 구조 및 사이즈별 발광 24
그림 19. 자성입자를 통한 병원체 분리 25
그림 20. 자성입자와 Ferritin 기반 질병유발인자의 면역복합체와 미세 유체체널에서의 분석 및 분리 과정 26
그림 21. 미세유체 채널 모식도와 질병유발인자의 면역복합체를 전자기장을 이용한 분리 및 분석하기 위한 광학 모듈 29
그림 22. 탄저균에 대한 항체의 특이성 30
그림 23. 야토균에 대한 항체의 특이성 31
그림 24. 야토균에 대한 sandwich ELISA 통한 검출 31
그림 25. ferritin을 사용하여 protein G glass위에서 수행한 탄저균 검출 32
그림 26. ferritin을 사용하여 protein G glass위에서 수행한 야토균 검출 33
그림 27. ferritin을 사용하여 protein G glass위에서 수행한 페스트균 검출 33
그림 28. Magnetic bead와 QD-ferritin 결합체의 결합 (TEM image) 34
그림 29. Magnetic bead와 QD-ferritin 결합체의 형광이미지 34
그림 30. 야토 항원 농도별 QD 형광 사진 (365nm) 35
그림 31. 각 3종 병원체에 대한 샌드위치 타겟팅을 통한 경향성 확인 36
그림 32. a. Ferroelectric Yoke에 의한 자기장 발생영역에서의 시간에 따른 자성입자 분리 정도. b. 실제 야토균을 적용한 분석결과 37
그림 33. 채널안에서 자기장을 통한 자석 비드 포집에 이에 결합한 야토 사균을 형광으로 측정한 이미지의 예 37
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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