Diffusion measurement 확산율 측정

 

Researcher :

세포나 조직과 같은 바이오 시스템에서 물질 전달은 어떻게 일어날까?

우리 안에서는 생명현상을 유지하기 위해 지금도 끊임 없이 세포 안팎으로 단백질과 같은 신호 전달 물질이 이동하고 있으며 확산은 이러한 미세환경에서 물질 전달에 영향을 미친다. 또한 조직공학의 측면에서 보면 성장인자의 확산율이 세포의 성장 분화를 조절한다. 따라서 바이오 시스템과 같은 미세 환경에서의 확산을 정량적으로 파악하는 것이 중요하고 이를 위해 실험실에서는 형광 광표백 기법(Fluorescence recovery after photobleaching: FRAP) 적용하여 용질의 확산율을 정량적으로 평가하였다. 형광광표백 기법은 관심 영역 안의 형광으로 염색된 분자들에 순간적으로 강한 빛을 조사하여 형광을 파괴시킨 직후 광표백된 관심영역에 형광 분자들이 확산되어 형광 신호가 회복되는 현상을 약한 빛으로 검출하는 기법이다. 형광 회복 신호로부터 아래와 같은 형광 회복곡선을 획득할 있고 형광회복 곡선으로부터 확산계수를 도출할 있다. 또한 광섬유기반 형광 광표백 기법(Fiberoptic-based FRAP) 사용하면 조직이나 뇌의 세포외 공간과 같은 생체 내에서 물질확산율을 정량적으로 측정할 있다.

 

 

 

Microfluidics

  

Researcher :

관의 단면 형상에 따른 집속유동은 어떻게 일어날까?
집속유동은 산업적으로나 바이오분야에서 응용되고 있으며 입자분석기나 유세포분석기에서 샘플이동에 사용되고 있는 기술이다. 이러한 기술에는 단순히 안정적인 유동을 발생시키는 뿐만 아니라 가시화적인 측면이나 신호전달의 부분에서도 많은 요소가 복합적으로 작용하게 된다. 이를 결정하는 요소는 유동의 물리적 특성도 있지만 채널의 단면형상에 따라서도 많은 영향을 미치게 된다. 예를들어 원단면형상일 경우, 집속유동발생 산란신호분석등은 가능하지만 현미경으로 관찰할 시에 빛의 굴절을 보정해 주지 않으면 가시적으로 관찰하기 힘들지만 사각단면형상일 경우 보정없이 관찰이 가능하다. 연구에서는 원단면형상과 사각단면형상의 채널에서 집속유동을 관찰하고 이론식을 이용한 결과와 비교 분석하여 유동의 여러가지 특성에 따른 집속유동의 직경비, 유량비등을 알아내어 원단면형상과 사각단면형상의 집속유동의 특성을 정량적으로 알아내고자 한다.

Environmental monitoring 공기 중 석면섬유 자동분석

 

Researcher :

공기 석면은 우리의 호흡을 잠식한다.

석면은 내구성, 내열성, 불연성 등이 우수하여 건축자재로 많이 사용되어 왔다. 그러나 폐암이나 악성 중피종, 밖의 질환을 유발하는 석면의 유해성이 밝혀지면서 세계적으로 규제가 강화되고 있고 우리나라의 경우도 2000년대부터 관련 법률이 제정되어 노출권고 기준이 정립되었고 석면 사용에 대한 제재를 강화하고 있는 추세이다 연구의 목적은 기존의 공기 석면의 농도 측정법을 자동화하여 빠르고 정량적으로 검출할 있는 HTM(High-Throughput microscopy)법을 개발하는 것이다. 여기에, 석면부착 단백질을 활용한 생화학적 방법을 적용하여 종류 석면의 감별을 가능하게 하는 것이 최종 목표이다.  

 

 

 

 

Bioheat transfer 레이저 뜸 치료기

  

Researcher :

심부에서의 온도 분포를 측정할 있는 방법이 있는가?
레이저를 이용해 피부 및 심부를 치료하는 의료기기의 사용에 있어서 피부의 표면 뿐만이 아니라 피부 심부의 온도 분포에 큰 영향을 받는다. 하지만 현재까지는 실제 피부의 심부 뿐만이 아니라, 인공 팬텀의 심부 온도를 정확하게 측정할 수 있는 방법 역시 거의 없었다. 본 연구실에서는 1064nm 파장의 적외선 레이저와 써머커플 및 연구실에서 제작한 샘플 홀더를 이용해서 샘플이 되는 인공 팬텀의 심부 온도를 정확히 측정할 수 있는 장치를 만들었다. 샘플 홀더는 중심축 방향으로 일정 깊이마다 구멍이 뚫려 있어, 써머커플을 정확히 삽입할 수 있게 도와주어 온도 분포 측정의 정확성을 높였다. 써머커플을 이용한 직접적인 측정 방법을 검증하기 위해 열화상 카메라를 이용한 심부 온도분포 측정 장치도 개발하였다. 하지만 이러한 방법들을 실제 피부에 적용하기는 어려운 점이 있다. 그래서 현재는 더욱 정확히 피부 심부의 온도를 대체 측정하기 위한 팬텀의 제작을 위한 실험을 진행하고 있다
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