금일 강의는 한국뇌연구원 김기범 박사님의 Construction and Utilization of Advanced Brain Research Platforms at the Brain Tech Center(Multi-modal, Multi-scale research) 강연이었습니다. 박사님은 특이한 이력을 가지고 계신데요, 처음에 soft matter(sands) 을 연구하시다가 점차 single DNA(Nucleic acids) -> SNARE complex(Amino acids)) → Artificial Cells(Lipids) —> Brain (All) 로 점점 복잡한 level 의 생체조직을 연구하게 되셨다고합니다.

한국뇌연구원의 뇌과학실용화센터장을 역임하고 계신 박사님께선 뇌 연구원 소개 또한 해주셨습니다. 새롭게 알게된 사실은 한국 뇌 연구원에는 한국뇌은행이 있고,  기증된 뇌나 앞으로 뇌를 기증하겠다는 의사를 밝힌 환자들의 리스트가 있다는 것입니다. 이러한 한국 뇌 은행의 뇌를 기반으로 뇌 연구원에선 영상분석/행동분석/데이터 분석을 하신다고 합니다. 뇌과학 실용화 센터는 크게 2개의 플랫폼을 가지고 있는데,1)  fMRI+PET+신경활성을 모두 한번에 측정 가능한 뇌영상/행동/분자정보 연계 플랫폼과 2) 뇌연구자원/데이터관리/활용 플랫폼 입니다. 

박사님께서 지금까지 하신 연구는 Multi-scale - Multi-modal 연구라고 정의할 수 있겠는데요, 상세하게는 다음과 같은 연구를 하셨다고 합니다. 

1) Lipid/ DNA/Protein – Magnetic tweezers/Optical tweezers/ Single molecule imaging

     : Single molecule measurement, Magnetic particle (purification할때 쓰는..) 을 이용해 

       DNA 를 Extension 되게하고, 어느 힘에 어느정도의 extension이 되는지 확인. DNA에서는 

       힘에 따라 연속되게, 일정하게 부셔지며,  SNARE Complex 에서는 두 단계로 부셔지는것을 

       확인하셨다고 합니다. 이렇게 해서 아는 정보는 Synaptic vesicle fusion 기능을 확인할 수 

       있는데, 예를들어 membrain 에 붙을때 10피코 힘 정도가 유지가 되면 반만 붙어있다.. 와    

        같은 정보입니다. 

2) Mitocondria/cell - Super resolution microscopy/ 거대시료 microscopy

      :2-1) Optical manipulation of cell  Signle cell 단위에서처럼, Cell 단위에서 고무줄처럼 늘렸 

       다 줄였다하며 관찰하는 실험입니다. 이 연구에서는 내가 원하는 위치로 cell을 가져가서 붙 

        이거나, 세포를 떼거나 와 같은 세부 조작이 가능하다고 합니다. 

     2-2) Cell modulation : 하나의 세포에서 두개의 다른위치에서는 어떤 특성이 다른지, 즉 덴드 

    라이트 위치 1과 덴드라이트 위치 2가 어떤 다른 signal 이 나타나는지를 보는 연구입니다. 

3) Brain-behaivior - 전기생리측정조절(무선), 소동물VR, 소동물MRI, 신경활성측정/조절(광학)

      In vivo animal study 에서는 직접 Tracing 이 가능한, 7-channel 로 신경활성을 측정할 수 있

      는 하드웨이 기기를 만드셨다고 합니다. 해당 기기를 통해 Decision-making/ Social 

       interaction/ MRI+Multi-channel-Fiber-photometry 에 대한 연구를 진행하셨다고 합니다. 

4) Brain-behavior(eeg/nirs/VR treadmill/양자컴퓨터)

       이 분야에선 가상현실 행동실험의 환경을 구현하시기도 하고, 뇌파를 이용해 드론을 움직이

       는 등의 연구를 하셨다고 합니다.

박사님께서는 이렇듯 다방면으로 다양한 연구를 하셨습니다. 제가 느끼기에는 Innovative 한 정보 측정 기술을 만들어서, 해당 기술을 통해 multi-scale/ multi-model 레벨에서 뇌의 비밀을 풀어가려고 하시는 것으로 느껴졌습니다. 박사님께서는 본인을 "Creative Bridge Scientist" 이라고 지칭하시며, Biology/AI 등 여러 분야를 잇고 통역할 수 있는 연구원이 되고 싶다고 말씀하셨습니다. 강연을 들으며 궁금했던 부분은, 다음과 같은 내용이었습니다. 

"뇌과학 실용화 센터장이시라고 설명을 해주셨는데, 여기서 말하는 뇌과학의 실용화 라는게 정확히 어떤 의미인지, 앞으로 어떻게 이뤄질 수 있을지 궁금합니다. 예를들어 뇌파로 드론을 조종하게 하여, 일상속에서 뇌파 같은 정보를 적극적으로 활용할 수 있게 하는 그런 방향인 것인가요? 

다만 해당 예시에서는, 뇌파로 하는 조종하는것보단 손으로 직접 조종하는게 훨씬 낫다는 생각이 듭니다. 뇌파로 조종할 경우 집중이 흐트러지거나 분석이 잠시라도 잘못되면 어디로 갈지 모르고 부숴 질지도 모르는 등 컨트롤러를 이용하는 방식보다도 훨씬 불확실성이 크기 때문입니다. 이런 부분에선 뇌과학을 실제 세상에 적용하려 하는게 정말 많은 의의를 가질 수 있는지 궁금하기도 합니다. 아무래도 뇌과학의 실용화라고 하면 뇌파 측정 및 분석을 통한 신경장애 신체 기능 보조 및 대체분야가 가장 의의가 클 것 같은데, 병원과 협업하여 그런 것들도 하실 예정인지? 궁금하고,. 

또 교수님께서는 single molecule 에서 연구하는게 가장 깊은 관심이라고 말씀하셨는데, single molecule 연구를 어떤 식으로 세상에 실용화할 수 있을지? 도 궁금합니다. "

이 질문에 대한 대답은 제가 느끼기에는 처음엔 일단 실용화 하려고 받은건 아니었다… 근데 하게됐다?! 그래서 많은 고민이 필요하겠다… 다만 뉴렁링크를 보면 진짜 실용화 할 수 있을지도 모른다... 정도 라고 생각했습니다. 

오늘도 세미나를 통해 여러 분야에 걸친 연구를 들을 수 있어서 좋았습니다.

감사합니다. 

필기 > 

Construction and Utilization of Advanced Brain Research Platforms at the Brain Tech Center

(Multi-modal, Multi-scale) 

# The first platform is an advanced brain function analysis system that uses in vivo multimodal brain imaging to explore the complexities of neural processes. The second platform is a brain research data center designed for integrating, analyzing, and managing a wide range of brain research data. 

# He will detail the integration of cutting-edge technologies and collaborative efforts. Moreover, he will elucidate how researchers will strategically utilize these platforms, showcasing their potential to drive groundbreaking discoveries and advance the frontiers of brain science research.

• 이력

특이한 이력.. 모래 연구하다가 바이오로? (soft matter(sands) -> single DNA(Nucleic acids) -> SNARE complex(Amino acids)) → Artificial Cells(Lipids) —> Brain (All)

Q. 어쩌다 모래연구하다가 바이오로 오신거지?? 

그중에서도 DNA 하다가 또 amino acids 쪽으로 오신거지/?

—-> 계속 바뀐건 더 복잡한걸 연구해보자… 이쪽? 

• 뇌 연구원 소개 

뇌연구원이 고작 11년도 12월에 설립됐네

Q. 세계 최초가 되는 연구주제 발굴 및 구현..? —> 실제로 지난 10여년간 이러한 연구주제를 발굴한 바 있는지 ..?

ㄸㄸ……. 뇌를 기증하겠다는.. 실제 뇌 인체조직 가지고있음…  뇌 은행…

한국뇌은행 -> 영상분석/행동분석/데이터분석… 

뇌과학 실용화 센터의 큰 2축

1. 뇌영상/행동/분자정보 연계 플랫폼 ||

한번에 측정가능. { 자기공명(fMRI)+PET+신경활성 }

멀티모달 뇌영상 기반 뇌기능 분석 플랫폼

1.  뇌연구자원/ 데이터관리/ 활용 플랫폼 

• Multi-scale, Multi-modal

Lipid/ DNA/Protein – Magnetic tweezers/Optical tweezers/ Single molecule imaging

Mitocondria/cell - Super resolution microscopy/ 거대시료 microscopy

Brain-behaivior - 전기생리측정조절(무선), 소동물VR, 소동물MRI, 신경활성측정/조절(광학)

Brain-behavior(eeg/nirs/VR treadmill/양자컴퓨터..?)

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1. Single Molecule Measurement . (힘을 가해졌을때 부셔지는부분에서 정보/ 힘을 뺐을때 회복되는부분에서 정보수집??)

DNA 고무줄처럼

Biomolecure - 붙임 magnetic particle(purification 할때 쓰는거. ) - magnetic tweezers

• Extension 에 대한 정보… Q. 어떤 정보가 나오는데??????? : 일정하게 부셔지는중… 

SNARE complex - 두단계로 부셔진다

Q. 근데 이건 x축의 스케일에 따라서 다르게 보일 수 있잖아… SNARE complex 는 400? Nm고.. 

Synaptic vesicle fusion 기능의 확인가능 → membrain 에 붙을때 10피코 힘정도 유지가되면.. 반만 붙어있는상태..

Q. 왜 mechanical model for synaptic vesicle fusion 이 중요한거지? magnetic tweezers 를 이용해서? 여러 brain에서 

1. Single cell manipulation 

Cell 고무줄처럼 (Optical tweezers)

2-1) Optical manipulation of cell … 세포를 떼거나, 내가 원하는 위치로 가져가서 붙이거나… … 

2-2) cell modulation ( 하나의 세포에서 두개의 다른위치에서 어떤 특성? (덴드라이트1/ 덴드라이트2) /// 신경세포가 부위별로 어떤 

1. In vivo animal study 

Tracing 가능/ 7 channel  측정가능/ … 

→ Decision-,aking/ Social interaction

→ MRI + Multi-channel-Fiber photometry

Q. 하드웨어를 이용해 분석하는 연구들? 

4. Human Brain machine interface (BMI)

1. 가상현실 행동실험 환경구현 | 

가상현실기반 행동중인 in-vivo 신경활성이미징의

?Q. 실제와 가상현실간의 간극이 있는지 같은걸 보는건가?

Q. 뇌파로 하는 조종하는게 손으로 직접 조종하는거보다 나을게 뭐지?

집중이 흐트러지면 어디로갈지도 모르는데… 

“Creative Bridge Scientist” – Biology/AI/…

Innovative 한 정보 측정 기술을 만들어서, 해당 기술을 통해 multi-scale/ multi-model 레벨에서 뇌의 비밀을 풀어가려고 하시는 듯…   

Cell to Cell ()<---- infection(diseasee cell/ normal cell 단백질 여러 부분이 넘어가는지.. 

Q. 뇌과학 실용화 센터장이시라고 설명을 해주셨는데요, 여기서 말하는 뇌과학의 실용화 라는게 정확히 어떤 의미인지, 앞으로 어떻게 이뤄질 수 있을지 궁금합니다. 예를들어 뇌파로 드론을 조종하게 하여, 일상속에서 뇌파 같은 정보를 적극적으로 활용할 수 있게 하는 그런 방향인 것인가요? 

다만 해당 예시에서는, 뇌파로 하는 조종하는것보단 손으로 직접 조종하는게 훨씬 낫다는 생각이 듭니다. 뇌파로 조종할 경우 집중이 흐트러지거나 분석이 잠시라도 잘못되면 어디로 갈지 모르고 부숴 질지도 모르는 등 컨트롤러를 이용하는 방식보다도 훨씬 불확실성이 크기 때문입니다. 이런 부분에선 뇌과학을 실제 세상에 적용하려 하는게 정말 많은 의의를 가질 수 있는지 궁금하기도 합니다. 아무래도 뇌과학의 실용화라고 하면 뇌파 측정 및 분석을 통한 신경장애 신체 기능 보조 및 대체분야가 가장 의의가 클 것 같은데, 병원과 협업하여 그런 것들도 하실 예정인지? 궁금하고,. 

또 교수님께서는 single molecule 에서 연구하는게 가장 깊은 관심이라고 말씀하셨는데, single molecule 연구를 어떤 식으로 세상에 실용화할 수 있을지? 도 궁금합니다. 

—> 처음엔 일단 실용화 하려고 받은건 아니었다… 근데 하게됐다?! 많은 고민이 필요하겠다… 가 대답인듯… 

출연연… : 논문으로 끝나는 일은 하지마라… (IBS 외에는 뭔갈 만들어야함.)

상용화 만을 위해 연구하는건 아니지만… 이 기술이 실용화 될수 있겠다.. 하는 desision 

BCI/DMI/ (뉴럴링크.. 상업화하겠다는. 영리목적의 연구… ) 

실용화목표 – 뇌산업을 만들려면, 어떻게해야할까…. 뉴럴링크보면 할 수 있을지도 ? 많은 고민이 필요하다..

금일 강의는 이인석 교수님의 Decoding Our Second Genome for Microbiome Medicine 강의였습니다. 이는 인간 신체 내(장 및 구강 등)에서 살아숨쉬는 미생물 집합인 mircobiome 을 연구하는 분야인데요, 흔히 생각하는 인간이 내재적으로 갖고있는 유전체(DNA 등, ) 외에도 우리 몸의 건강을 변화시킬 수 있는 두 번째 유전체로서, '미생물 유전체' 분야가 활발히 연구되고 있다는 사실을 처음으로 알게되어 흥미롭게 강의를 들었던 것 같습니다.

미생물 유전체는 우리의 건강 및 질병 발생에 중요한 영향을 미친다고 합니다. 예를 들어 장 내 미생물의 변화는 소화기 질환, 면역기능 저하 등과 관련될 수 있고, 따라서 microbiome 을 연구하는 것은 새로운 치료법 및 전신질환, 질병 예방 방법을 개발하는데 중요한 요소가 된다고 합니다. 

 교수님께서는 지금까지의 인간의 genome 에 대한 연구가 잘 진행될 수 있었던 이유는 reference genome 연구가 기반이 되었기때문이라고 언급하시며, 미생물 유전체에서도 reference microbiomes 가 필요하다고 말씀하셨습니다. 이 전까지의 연구는 그냥 장내 일부 미생물의 단백질을 분석해서, 어떤 단백질들이 있더라.. 라는것은 알 수 있었지만 정확히 대표적으로 어떤 species, 어떤 기능들이 질환에 연관을 주는지에 대한 연구가 없었던 것입니다.

rRNA sequencing 연구는 한 종류의 유전체를 대상으로 하기에 수천개의 장내 미생물을 분석하는데에는 한계가 명확했기 때문에, 교수님께서는 Whole metagenomic sequencing 방식, 즉 여러 개의 유전체 군집을 대상으로 one-shot, 한번에 분석하는 방식을 활용하셨습니다. WMS 는 미생물 군집의 구성원 뿐 아니라, 대규모 유전자 발굴, 대사 기능, 유전적 다양성, 생태학적 관계 등을 포함해 넓은 범위의 정보를 제공할 수 있다고 합니다.

 교수님께서는 national, 즉 인종마다도 장내 미생물의 분포나 존재가 다를 것이라 말씀하시며 미국과 중국같은 나라에 비해 한국인들의 장내 미생물에 대해 알려진바가 많지 않다며 (전체 데이터베이스의 1.43%정도) 먼저 한국인을 대상으로 한 장내 미생물 카테고리를 만들고자 하셨다고 하였습니다. 장내 미생물에는 culture 가 되는 것과, 되지 않는 난배양성 미생물이 있어 난 배양성 미생물을 culture가 되도록 만드는 조건을 찾는 것도 이 때 중요한 요소였다고 말씀을 해주셨습니다. 사용하신 WMS 기법은 다음과 같이 진행됩니다. 

WMS reads → (Assembly; overlab based assembly) —> contigs (하나의 gnome으로) —> (binning, 비슷한 DNA패턴을 갖고있을것이다, 양이 비슷할것이다라는 가정하에)  —> Bins (하나의 gnome이라 판단)

이러한 방법을 토대로 sequencing 및 classification를 하셨고, 이후 보다 발전된 read 방법인 Long read sequencing 이나 Hifi metogenomics sequencing 에 대해서도 말씀을 해주셨습니다. 이는 기존의 짧게만 read 가 되어 정확도가 낮았던 sequencing 및 binning 을, 좀 더 길게 read 할 수 있는 기법을 적용해 신뢰도를 높이고자 하던 시도였습니다 이를 통해 완벽한 gnome read 를 할 수 있었고, 나아가 TANB77 이라는 면역 반응에 효과적이라고 판단되는 unique 한 단백질을 최초 발견하셨다고 말씀해주셨습니다.

해당 강의에서는 다음과 같은 부분이 궁금했습니다. 먼저,  Whole metagenomic sequencing read 기법을 통해 sequencing 을 할때, Overlab을 해서 read하고 이것을 비슷한 dna 패턴을 갖고있을것이다 , 양이 비슷할 것이다 라는 가정하에 binning 을 해서, 하나의 gnome 이라고 하고 보고하여 카탈로그를 만드는데, 해당 방법으로 정말 해당 gnome 이 정확하게 sequencing 되었다고 할 수 있을까? 하는 생각이 들었습니다. 

말씀해주셨듯이 gnome 이 유사한 다른 species 가 당연히 존재할 것이고,  해당 방법은 그럴 것이다~라는 가정 하에 묶는 것이기 오류가 있을 텐데, 그럴 경우 조금만 바뀌어도 완전히 다른 gnome 이라고 인식될 것이었습니다. 이에 해당 방법으로 지금까지 쌓아온 Big data catalog 를 정말 믿을 수 있는지 궁금했습니다.

또 관련해서, WMS read 기법을 이용해서 정확하게 gnome 을 식별했다. 라고 말할 수 있는 검증 방법이 있는지 궁금했습니다? 예를 들어 조금 더 발전된 기술인 Long read sequencing 및 Hifi metagenomics sequencing, whole genome 기반 sequencing 를 통해 분석을 해서, 그 전 catalog 들의 결과들이 동일하게 나오는지, 검증한번 해봐야하지않을까? 하는 생각이 들었습니다.  

또한 얼마나 잘 alignment 되었나, 검증하는 지표로서 Read classification rate 를 보여주는 것 같은데, gnome sequencing의 실제 정답값을 우리가 모르는데 이를 어떻게 계산하는 것인지, 만일 reference gnome 카탈로그를 기반으로 계산한다고 해도.. Reference gnome 자체도 결국 동일한 분석을 통해 나온 결과인데, 이를 정답으로 삼아 계산해도 되나? 하는 생각이 들었습니다.

마지막으로는 culture 가 되는 것과 culture가 되지 않는 것의 차이가 무엇인지, 전체 장내 미생물의  80% 이상이 culture 가 안되는거라고 이야기 헤주셨는데, 장내미생물은 장 내에서 잘 살아가니까 무조건 배양이 되긴 해야할 것 같다는 생각이 들었습니다. 그리하여 사실 모든 장내미생물은 다 culture 가 되는데, 그냥 그 조건을 못찾아낸것인지, 그냥 장 내 환경이랑 동일하게 만들어주면 되지않는 것인지, 모두 동일한 환경 안에서 살아가는애들인데, 장내미생물마다 다 culture 환경이 다 다를수가 있는지, 하는 생각이 들었습니다.

실제로 질문을 드렸고 답변을 들었지만 벌써 글이 너무 길어져서 이 곳에 적지는 않도록 하겠습니다. 

처음 듣는 분야였는데 정말 쉽게 설명해주셔서 이해하기 쉬웠던 것 같습니다. 오늘도 재미있던 세미나 였습니다! 

필기 > 

Decoding our second genome for microbiome medicine 

인간 신체 내에서 살아 숨쉬는 미생물 집합인 마이크로바이옴을 연구하는 분야에 대한 개념을 나타냅니다.

우리가 생각하는 유전체(전체 유전 정보) 외에도, 우리는 두 번째 "미생물 유전체"를 가지고 있습니다. 이는 인간 신체 내의 미생물 집합의 유전체를 의미합니다. 이 미생물은 주로 장내 세균이지만, 바이러스, 곰팡이 등 다양한 생물학적 엔티티로 구성될 수 있습니다.

미생물 유전체는 우리의 건강과 질병 발생에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 장 내 세균 균형의 변화는 소화기 질환, 면역 기능 저하, 비만 등과 관련될 수 있습니다. 이러한 이유로, 마이크로바이옴을 연구하는 것은 새로운 치료법 및 질병 예방 방법을 개발하는 데 중요한 요소가 됩니다.

"Decoding our second genome for microbiome medicine"는 이러한 마이크로바이옴(장내/구강)의 유전체를 해독하고 이해함으로써 새로운 치료법 및 예방법을 개발하는 연구를 의미합니다. 이를 통해 우리는 개인 맞춤형 치료법을 개발하고, 신약 개발에 새로운 통로를 열 수 있습니다.

→ 전신질환 에 중요하다는 연구결과 증가중 

지금까지 reference genome 연구가 있었기때문에 잘 발전할 수 있었음.

마찬가지로 미생물 유전체에서도 reference microbiomes 가 필요하다. 라는 주장이 많았음.

그전까지 연구는 그냥 단백질만 분석을해서 어떤것들이 있더라.. 라는건 알 수 있었지만. 

정확히 대표적으로 어떤 species / 어떤 기능이 질환에 연관을 주는지에 대한 연구가 없었다. 

rRNA sequencing 연구는 불가능. —> whole metagenomic sequencing (WMS)

rRNA 시퀀싱 연구와 전체 메타젠오믹 시퀀싱(WMS) 연구는 미생물 생태학 및 다양성을 이해하는 데 사용되는 두 가지 주요한 유전체 분석 방법입니다. 이 두 방법은 다음과 같은 차이점이 있습니다:

• 대상 유전자 또는 유전체 영역:
• 대상의 범위:
• 해석의 복잡성:

따라서 연구 목적 및 필요한 정보의 범위에 따라 rRNA 시퀀싱 또는 전체 메타젠오믹 시퀀싱(WMS) 방법 중 하나를 선택할 수 있습니다.

EV도 WMS 통해 해서, reference genome 을 만드는게 좋겠다. 

장내미생물 – 한국사람 약 1,600개.. 전체 데이터베이스의 1.43%. 

(미국/ 중국 등이 가장 많이 발견됨.)

#Cultured microbes -> isolated  genomes 기존의 방식

나중의 방식) 난배양성 ( culturomics -> isolated genomes) (culture가 안되는 미생물을 culture가 되도록)

1년에 100개 정도. 

장내미생물 수천개일텐데.. 장내 전체 미생물 언제 다 만드냐 너무 오래걸림. 

—-

WMS reads → (Assembly; overlab based assembly) —> contigs (하나의 gnome으로 어떻게?) —> (binning, 비슷한 DNA패턴을 갖고있을것이다, 양이 비슷할것이다)  —> Bins (하나의 gnome이라 생각)

Q. 왜 일부씩만 잘라서 하지?

Culture 를 못하는 gnome이 80% 이상.. Culture 안해도 분석가능한 방법이 필요해짐. 

Long read sequencing (complete cMAG with noGAP) ; 완벽한 gnome read 

HiFi metagenomics sequencing for cataloging cMAGS 

Assemble 

Q. 강의 잘들음. 저에게는 새로운 분야라 기본적인 내용을 여쭤보고 싶은데요,

Whole metagenomic sequencing read 기법을 통해 sequencing 을 할때, 

Overlab을 해서 read하고 이것을 비슷한 dna 패턴을 갖고있을것이다 , 양이 비슷할 것이다 라는 가정하에 binning 을 해서, 하나의 gnome 이라고 하고 보고하여 카탈로그를 한 것 같은데, 

해당 방법으로 정말 해당 gnome 이 정확하게 sequencing 되었다고 할 수 있을까? 말씀해주셨듯이 gnome 이 유사한 다른 species 가 당연히 존재할 것이고,  해당 방법은 그럴 것이다~라는 가정 하에 묶는 것이기 오류가 있을 텐데. 그럴 경우 조금만 바뀌어도 완전히 다른 gnome 이라고 인식될텐데… 해당 방법으로 지금까지 쌓아온 Big data catalog 를 정말 믿을 수 있는지 궁금하다. 

또 관련해서, WMS read 기법을 이용해서 정확하게 gnome 을 식별했다. 라고 말할 수 있는 검증 방법이 있나? 예를 들어 조금 더 발전된 기술인 Long read sequencing 및 Hifi metagenomics sequencing, whole genome 기반 sequencing 를 통해 분석을 해서, 그 전 catalog 들의 결과들이 동일하게 나오는지, 검증한번 해봐야하지않을까? 

얼마나 잘 alignment 되었나, 검증하는 지표로서 Read classification rate 를 보여주는 것 같은데,

 gnome sequencing의 실제 정답값을 우리가 모르는데 이를 어떻게 계산하는거지? 만일 reference gnome 카탈로그를 기반으로 계산한다고 해도.. Reference gnome 자체도 결국 동일한 분석을 통해 나온 결과인데, 이를 정답으로 삼아 계산해도 되나? 하는 생각이 든다. 

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카탈로그도 여러 종류인 것 같은데 카탈로그별로도 다 .. 다른거면.. 

Gnome 이 유사한 다른 species 가 존재한다. Whole genome 기반으로 프로파일링 해야한다.. 

전체를 한번에 이미징해야하는 방법밖에없나? 

Q. marker-based VS DNA-based .. 

TANB77 

Culture → 쥐에 주입 → control 과 비교 

But TANB 는 culture가 안됨. → 

Q2.culture 가 되는 것과 culture가 되지 않는 것의 차이는 뭐지?  80% 이상이 culture 가 안되는거라고 이야기 헤주셨는데, 장내미생물은 장 내에서 잘 살아가니까 무조건 배양이 되긴 해야할 것 같은데.. 사실 모든 장내미생물은 다 culture 가 되는데, 그냥 그 조건을 못찾아낸건가? 그냥 장 내 환경이랑 동일하게 만들어주면 되지않나..? 

다 동일한 환경 안에서 살아가는애들인데, 장내미생물마다 다 culture 환경이 다 다를수가 있나?? 

금일 강의는 고려대학교 심장혈관흉부외과 김현구 교수님의 Novel Fluorescent Images for Pulmonary Segmentectomy in Lung Cancer 였습니다. 교수님께서는 바이오 및 뇌공학과 학생들에겐 다소 생소한 분야인 폐암 수술에 대해, 그 최초의 역사부터 발전 과정, 기존 폐암 수술의 한계점과 교수님께서 생각하시는 해결책, 실제 적용 사례 및 폐암 수술의 미래까지를 아울러 설명해주셨습니다. 

 먼저 과거의 폐암 수술은, 암이 있는 국소부위만을 구멍내거나 하지 않고, 매우 큰 부위를 절제하여 자르고, 이후 암을 제거하는 순으로 진행되었습니다. 이 수술법은 이후 환자에게 큰 고통을 줄 수 있어 학계에서는 어떻게하면 작게 구멍내서, 환자에게 부담을 최대한 안주는 수술을 할 수 있을까? 하는 연구를 하게 되었습니다. 이에 대해 총 두 가지 접근법을 설명해주셨는데요, 첫 번째로 Minimal Incision 입니다. Single port endoscopic surgery, Robotic signle port endoscopic surgery, Natural orifice Transluminal Endoscopic surgery 등으로 구멍을 하나만 내거나, 안내고 Robotic 기술을 이용해 수술하는 방법입니다. 그리고 두 번쨰로는, Minimal Resection 입니다. 이는 조영제를 보이게 하는 영상 시스템을 이용하는 것 입니다. 교수님께선 이렇게 두 분야의 접근법을 언급하시며, 추후에는 AI가 암을 찾아내 수술하는 시대가 올 것이라고 말씀하시기도 하셨습니다.

폐암 수술의 역사는 생각보다 짧았습니다. 병변 부위를 거의 다 뚫는 개흉수술에서, 흉강경 수술으로 바뀐지가 100년정도밖에 안되었고, 단일공 흉강경 수술로 바뀐지 약 20년, 단일공 폐암 수술이 적용된지는 약 10년정도밖에 되지 않았습니다. 실제로 교수님께선 한 20년 전까지만 하더라도, 미리 암 부위에 철사를 찔러놓고, 해당 철사를 이미징으로 보며 폐암 절제 수술을 하셨다고 하셨습니다. 짧은 기간 안에 전 세계의, 그리고 우리나라의 폐암 기술이 이렇게 혁신적으로 발전되었다는게 정말 놀라웠습니다. 

 암 수술 시 중요한 부분은 두 가지 입니다. 첫 번쨰로 암의 위치를 알아야하고, 두 번재로 구역을 잘 알아야 합니다. 이는 Segmentectomy 구역절제술에 대한 내용인데요, 보통 근 적외선 형광영상을 통해 수술시 이용하지만, 암을 찾기가 힘들고 또 실제 임상 수술에서는 구역을 찾기가 힘든 문제가 있었습니다. 교수님께서는 이를 해결하기 위해 크게 두 가지 양상 유도 수술 기법을 적용하셨습니다.   1) 흡입을 통한 형광조영제를 이용한 폐암 표지 및 구역 표지. 2) 각기 다른 색상으로 표지되는 형광조영제를 이용한 기술을 통한 암 위치 및 구역의 표지. 

먼저 첫 번째 방법은, 폐의 특성을 이용해, 폐로 형광조영제를 흡입하게하여 암 조직 질환을 확인하는 것입니다. 이 때 정상적인 폐 부분에는 형광이 발현되게 되고, 암이 있는 부위는 가지 않게 됩니다. 이를 통해 암 부위가 이미지 상에서 negative 로 나타나게 됩니다. 또,  해당 구역에 찌른 조영제는 다른 구역으로 넘어가지 않아 특정 구역만을 밝게 밝히게 됩니다.

두 번째 방법은 서로 다른 형광 조영제를 넣는 것 입니다. 가령 암은 초록색,  구역은 파란색으로 넣는 것이지요. 이때의 문제는 그렇게까지 오래 가는 형광 조영제가 없었다는 것인데 오랜 시간 지속되는 ZW700을 발견해 활용하셨다고 이야기 해주셨습니다. 다만 우리나라에서는 아직 임상에 적용하기 위한 승인을 받지 못해 시행되지 않고 있다고 하셨습니다. 

여러 질문들 중, 가장 기억에 남는 것은 어떻게하면 폐 복부쪽에 있는, 깊이있는 병변까지도 signal intensity를 올려서 확인할 수 있는가? 였습니다. 기존의 근적외선 형광조영제를 통한 signal 만으로는 확인할 수 없는 부분을, X-ray나 CT 조영제 하이브리드로 활용해 이용하는 방법을 생각중이라고 하셨지만, 역시 이는 최대 2cm 정도만 확인이 가능하여 아직까지도 폐암 수술에는 한계가 있는 것으로 생각됩니다.

폐암 수술 분야는 아는게 없었는데, 교수님께서 정말 기초지식부터 차근차근 설명해주셔서 강의를 따라가기 좋았습니다. 또 설명해주신 해결책들이 모두 교수님께서 생각하시고 연구하신 결과물들이라고 하니 놀라웠습니다. 저도 이렇게 사람들과 세상에 기여를 할 수 있는, 그런 연구를 하고 싶다는 생각을 다시금 하게 되는 인상 깊은 강의였습니다. 

필기 >

Novel Fluorescent Images for Pulmonary Segmentectomy in Lung Cancer

김현구 교수님 고려대학교 심장혈관흉부외과 

너무 크게 암 부위 포함해 자름 -> 작게 구멍내서 수술하고싶다.

1. Minimal Incision (Single port endoscopic surgery

-> Robotic single port Endoscopic surgery 

-> Natural orifice Transluminal Endoscopic Surgery (구멍 안내는)

1. Minimal Resection 

-> 조형제를 보이게하는 영상 시스템. AI 가 암을 찾아내 수술하는 시대가 올 것이다? 

수술의 역사.. 

개흉수술(다 뚫기) -> 흉강경수술 (3, 4개정도 뚫기..)--1910년쯤 최초시작 -(우리나라는 2003년 최초 흉강경 폐암수술..) 진짜 얼마 안됨

단일공 흉강경 수술2000/ 2010 단일공 폐암수술(세계최초)

2012 최초 단일공 흉강경 폐암수술.

기존) 수술할때 2D 모니터 보고 하심. —> 3D 흉강경 이미징 시스템 도입.. 

–

어떻게하면 암만 제거하고 기존의 폐를 최대한 살릴 수 있을까?

Segmentectomy ->기존 절제술보다 더 적은 부위 절제. 

미국2022, 2023 → 2cm미만 초기폐암 일 경우, Segmentectomy 구역절제술 표준치료 되어가고있음. 

구역절제술할때 중요한 부분… 왼쪽) 위/아래 | 오른쪽) 상/하/중엽/ 

엽과 엽 사이의 구역을 알고 절제해야함. 

구역을 나눌때는.. 구역의 경계가 보이질 않음. 어디를 잘라내면 되는건지를 알 수가 없다. 암 위치 + 구역의 위치를 알아야 작은 구역만 자를 수 있다. 

“암과 구역의 위치를 확인하는게 중요”

가시광선 -> 안보임 | 근적외선 형광영상 -> 암 &(구역?) 위치 확인가능. -> 어떻게? 

임상 -> 근적외선 형광영상을가진 기기

암 : 수술 전 CT 보면서 찔러서 표시를 함. 형광조형제로…. 나중에 근적외선으로 확인가능 주사 또 주입하면 구역도 확인가능. 싹 절제해서 제거… 

Q. 구역은 어떻게 확인되는거지?? 4min 지나면 경계가 없어짐. — > 오래 지속되면 좋겠다. 

CT -> 마취없이 찌름(잘못찌르면 엉뚱한테 찌르게되는것) -> 수술 -> … 한번에 해결했으면 좋겟다는 니즈

수술 12시간전에 ICG 주입.. 암에 가서 머물게 됨(바인딩되어서 acc.. Signal 많이 낮음). 

1. 첫번째 방법 

1. Inhalation Fluorophore (폐의 특성.. 흡입을 이용한 폐암/ 구역구분  )

폐로 흡입하는 기구들.. 형광조형제 흡입-> 질환확인 2006년 이미 보고 ~> 가능하면 폐로만 약재가 전달되게 해서 암을 보여주면 좋겠다. Mouse 실험.. 폐에만 보임. 1시간 밝고 24 사라짐

정상폐는 다 가고. 암이 있는 부위는 안간다. Negative image 인 것. 흡입 → 암을 negative 로 암을 확인할 수 있다. 

Q. 암 위치는 알았다. 그러면 구역은 어떻게 알 수 있는건데? 

ICG.. 임상연구 못함. 중국 임상허가 받아서 진행.. 

구역절제술. 

1hr

해당 구역만 형광이 보이게하고/ 그 암은 negative로 보이게… 

구역기관지까지 들어가야함. 마취 이후 타겟 구역에다 (기존의) 기관지내시경 통해서형광조형제. 구역 margin/ 암만 영상이 안보임. 

Q. 타겟 구역에만 어떻게 ICG가 간거지? 왜 옆에만 간거지?? 

Q. 어쨌든 타겟 구역이 대충 어디인지 알아야 하니까 이전에 CT는 찍겠지? 타겟 구역이 어디인지룰 대강은 알아야 ICG를 넣는데… CT 만으로 해당 구역에 넣을 수있는건가? 실수로 잘못넣으면 … 

Q.ICG를 주입하면 바인딩되어 암에가서 머무는데… 왜 두번째 폐로 흡입하게하는 형광조형제는 다른가? —> 다른 조형제 사용하는것?  

—------------

2. 2번째 방법 

첫번째 방법에선 1시간 걸린다매. ZW700 vs ICG는 왜 또 .. 

서로 다른 형광 조형제를 넣는다… 암-> 초록색 / 다른색상 -> 구역 

신경+암 → 다른색깔로. 

오랜시간 지속되는 ZW700 넣기. 

=========

흡입 → 임상가능성높으나 같은색깔이라 혼동가능 쉽게사용가능 (아까는 안됐다매 ) 

두가지 조형제 → 아직임상들어오려면 .. 승인  

==============================================

Q. 흡입하여 형광 조영제를 넣는 방법에서, 장점 중 하나가 미리 CT를 찍거나 형광조형제 주입을 하지 않아도 된다는 것이었는데, 나중에 특정 구역에 기관지내시경을 넣어서 ICG를 넣게 되려면 어짜피 CT를 찍어야 하지 않나.. 그러면 수술 중 CT 확인? 

—---------------------------

Q. 흡입하여 형광 조영제를 넣는 방법에서, 암에는 퍼지지않아 어둡게 보이지 않는다는것은 그럴 수 있다는 생각이 드는데,, 어떻게 타겟하는 구역에만 어떻게 (조형제)ICG가 퍼지는지 궁금합니다. 어떠한 바이오마커를 ICG에 붙여서 타겟 구역에만 퍼지게 하는건지, 그렇다면 타겟하는 구역마다 다른 바이오마커를 붙일 필요가 있는지? 

또한 이제는 암 수술할때 2D 가 아닌, 3D 흉강경 이미징이 도입되었다고 하는데, 거기에서도 형광 색상들이 적용되어 보이는것인지  

=========> 그러면 암 위치 확인하고 거기에만 찔러서 넣어주면 알아서 구역으로 퍼지긴 하겠다

또 대강의 암 위치를 3D상에서 알아야하니 어짜피 수술 이전에 CT를 찍어야하는지

(간암의 경계면으로 보인다.. 간암.. 구역절제술. 

또,  

또 형광조영제를 넣는 방법에서, 타겟 구역이 어디인지를 대강은 알아야 알 것 같은데, 

—---- 

1. {근적외선 형광조영제} + {X-ray/CT 조영제} 하이브리드 
2. 깊이있는 곳 (maximum, 2cm) 을 볼 수 있는 조영제 활용

 금일 강의는 생체재료에 대한 연구를 하시는 GIST 이재영 교수님의 Electrically Conductive Hydrogels as new functional biomaterials 였습니다. 주로 전기/자기장/열과 같은 요소를 고려해, 재료의 여러 특성들을 바꾸어 biology 시스템에서 필요한 역할을 할 수 있는 생체재료 개발에 대한 이야기를 해주셨습니다. 교수님께서는 특히 non-conductive/ weak&fragile / not interactive to Hydrophobic compound 인 Hydrogel 을(이 뿐 아니라 여러 재료들을) 어떻게 conductive 하고, weak 하지 않으면서 Soft 하게 유지할 수 있을지에 대한 연구에 집중하셨습니다. Conductive 하며 Soft 한 물질을 만드는게 생체재료에서 중요한 이유는, 우리의 신체가 뼈를 제외하고는 모두 Soft 하고, 

또 Mechanotransduction in cells 의 특성을 확인했을때 신경세포의 분화가 원하는 경도에 따라 달라진다는 점 때문이었습니다. 즉, 세포는 그 경도와 비슷한, Soft 한 신경쪽으로 이동한다는 것 입니다. 

한 예로 Conductive 하며 Soft한 Hydrogel 을 만드는 연구에서, 가장 큰 문제점은 전도도를 높일때 gel이 soft해지지 않고 단단해진다는 점이었는데, 이 부분을 Graphene Oxide 와 Polyacrylamide 를 이용해서 해결하셨고, 그 외에도 근육/신장/신경과 같은 전기반응이 일어나는 신체들에 대한 생체재료 연구 또한 말씀해주셨습니다. 예를들어 신경 도관 개발입니다. Short gap 이 생긴 신체는 그냥 신경을 땡겨서 꼬메면 되지만, Long gap이 생기면 떨어져있는 부위의 신경에서 가져와서 꼬메게 되는데 이때 신경 관의 굵기가 다른 문제 등이 생겨 신경이 잘 발생하지 않는 문제가 있었습니다. 교수님께서는 이를 위해 '신경도관'이 가져야하는 특성 중 Conductive, Soft 에 주안점을 두어 신경도관을 만드셨습니다.

 강연을 들으며 궁금했던 부분은 Mechanotransduction in cells 입니다. 먼저 대체 어떻게 세포가 주위의 환경을 인식해서 반응을 다르게 하는지 궁금했습니다. 또한 이러한 효과가 in vivo 뿐 아니라 in vitro에도 일어나는지, in vitro에서도 일어난다면 연구실에서 세포 분화/배양을 시킬 때 해당 효과를 이용하여 딱딱한 플라스크가 아니라 소프트한 무언가를 깔고 그 위에 배양을 시킨다던지, 혹시 전기전도도가 있는 물질을 깔고 배양하면 더 잘 배양된다던지 하는 부분이 궁금했습니다. 후자는 질문을 드렸지만, 전자는 생체재료를 연구하시는 교수님께 드릴 수 있는 질문이 맞나, 하는 생각이 들어 질문하지 못한게 조금 아쉬움이라면 아쉬움이 남는 것 같습니다. 저는 컴퓨터 공학 전공으로 biology 에 대한 부분은 전혀 모르고 있었는데, 금일 강연을 통해 처음 접해보는 생체재료라는 분야에 대해 얕지만 넓게 알아갈 수 있었다고 생각합니다.

참고용 필기 >

Electrically Conductive Hydrogels as new functional biomaterials #이재영

생체재료 ~전기/자기장/열 → 재료의 특성을 바꿔 biology 시스템에 영향을 주는 연구를 하심 

Hydrogel : 함수율이 높다, 조직처럼 말랑말랑, difussion이 잘일어남, 

—------> 신체와 비슷한 장점. (그러나 어떻게보면 단점이 될수도 있다 )

—> non-conductive, weak/fragile, not interactive to Hydrophobic compound

—-> 

Bioelectronic device..

전도성 소재.. 

아연채널을 통해 comunitation이 달라짐 -> 전기전도도 높은 소재 에서 하면 syncronize 됨..
전기적 active 직관적적으로 cell-cell comunication이 달라진다?

Why conductive / soft?

1. 우리 몸과 비슷한 물질, 뼈 제외하고는 다 soft..선호함 , 만약 딴딴한 재료로 만들어 조직을 implant 시키면 (불편???)    
2.  
3. Mechanotransduction in cells (원하는 경도에 맞췄을때 신경세포의 분화가 다름… soft한 물질-> 신경쪽으로 감…) Q. 어떻게 그러지????????  -> 비슷한 세포…라고 생각해서 뭉쳐있으려고 하는건가? 

Conductive Hydrogel 

전도도 높아지면 gel이 더 단단해짐.. 어떻게하지?

그래핀 옥사이드 + 폴리아크리라마이드 → 환원 ->

Mechanotransduction in cells (원하는 경도에 맞췄을때 신경세포의 분화가 다름… soft한 물질-> 신경쪽으로 감…) 

Q. 어떻게 그러지????????  -> 비슷한 세포…라고 생각해서 뭉쳐있으려고 하는건가? 

In vivo 뿐 아니라 in vitro 에서도 전기전도도와 soft 함이 Mechanotransduction in cells 에도 영향을 미칠까? 

예를들어
(in vitro 에서 세포 분화를 시킬때도 단단한 플라스크가 아니라 소프트하고 전기전도가 통하는 플라스크를 만들어서 거기에 (혹은 아래에 그런 젤을 깔고?)에서 분화시키면 분화가 세포끼리 뭉치지않고 비교적 플라스크 쪽으로 평평하게 분화가 잘될까?

근육/신장/신경 — 전기 반응 확실

신경 도관? 

Short gap 그냥 땡겨서 꼬맴

Long gap 다른 신경에서 가져와서 꼬맴 (뗀쪽 멍듬/ 굵기다름) → 인공 도관을 만들어서 해보자. Commercial 4-5개 있는데 없어 

Porosu/Biochemical signal/ electric)

아가로즈 + negative charge 그리핀 -> 열을 주면 환원.. 시키니까 그대로 냅둠. 

아가로즈 + positive charge 그리핀 -> 환원.. 

둘이 섞는다. -> 환원.. 열을 주면 녹는다.. 아가로즈 fuse된다 

전도성 네트워크 계면을 따라 만들수있다? 

전도성 하이드로젤 분해되게/안되게? 주입?

Effects of stiffness and conductivity on macrophage polarization and tissue compatibility 

Mechnical compatibity

요즘은 저희 학과에서 매주 진행하는 세미나에 참석해서, Bio and Brain 전 분야에 걸친 여러 교수/연구원 분들의 강연을 들으며 기본 지식을 쌓아가고 있습니다. 저와 비슷하게 기본 지식이 많이 없지만 생명공학/뇌공학 분야에서 현재 어떤 식으로 연구가 진행되고 있는지 궁금하신 분들을 위해, 해당 내용을 블로그에도 공유하고자 하였습니다. 발표 ppt는 없지만 제가 적어둔 강연의 요약본과 대략적 필기(쌩 raw버전...)를 공유드리고자 합니다.  어떨땐 좀 더 자세하게, 어떨땐 대략적으로만 요약을 기재해두었는데, 그럴 경우 이런 분야가 있구나~ 정도로만 생각해주시면 될 것 같습니다. 워낙 다방면의 주제로 강연을 해주시다보니 잘 모르는 분야가 많은데요, 그렇더라도 열심히 듣고, 매 강의마다 최소 한번 이상은 질문을 하자! 라는 마음으로 세미나에 참석 중입니다. 

요약>

 금일 세미나는 정기훈 교수님의 Nanoplasmonic Molecular Detection for Rapid Point of Care Testing 에 대한 것이었습니다. 교수님께서는 Optical Sensors for Biomedical 을 중점으로 연구하시며, 이러한 신기술을 여러 분야 (치과, PCR 과 같은 의료기기, 나아가 우주 분야)에서 적용하며, 교수님의 연구를 세상에 당면한 문제를 해결하는데에 활용하셨습니다. 다양한 분야에서 교수님의 연구 분야를 접목해 세상에 필요한 새로운 기술을 개발하고, 디바이스를 만들어 실제 세상이 겪고있는 문제에까지 적용하는 부분에 대해 굉장히 흥미롭게 들었던 것 같습니다. 또 거기에서 끝나는 것이 아니라 기술 접목시 발생된, 요구된 피드백을 고려하여, 추가 연구를 진행하셨던 부분에서도, 정말 유용한 기술을 개발하고자 하시는구나 하는 생각이 들었습니다. 

강의에서는 메탈나노구조와 paper 크로마토그래피를 이용한 비타민 A, B의 확인, Covid 19 바이러스에 대한 마스크에 메탈을 증착해 비말과 바이러스를 흡착하는 연구, Plasmonic Nanopillar Arrays 를 이용한 빛 집광을 잘 시키도록 하는 연구, 곤충 눈 카메라를 이용한 잇몸 이미징 등 다양한 분야를 소개해주셨습니다. 

이러한 여러 기술 중, 교수님께서 가장 대표적 기술이라고도 하셨던 Nanoplasmonic on chip PCR 관련해서 궁금증이 생겼습니다. PCR 과 비교하여 장점이 6배정도 빠른 속도, 단점이 가격과 약간의 accuracy, compactness 인 것 같고, 그러면 자가진단키트가 생각이 나게 되는데요, 

이 자가진단키트에 비해서도 교수님의 연구의 결과물, 새로운 PCR 기기가 이점이 있는지, 또한 해당 PCR device가 실제 현업에서 PCR 보다도 유용하게 사용이 되었나 궁금했습니다.

세상에 필요한 것들을 자신의 연구분야에서 할 수 있을만큼 최대한 적용해서 만드는 것, 연구에서 끝나는게아니라 현실의 문제까지 해결하는 것, 또 접목시 발견된 또다른 문제(가격) 들을 해결해가는 연구를 하시는 부분이 감명깊었고, 또, 교수님의 연구분야 자체가 여러 부문에서 활용하기 유망한 분야이기도 하고, 그에 맞춰 세상의 기류와 문제점을 읽는 능력이 있으셔서 빠르게 필요한 기술을 개발하실 수 있었겠다는 생각이 들었습니다. (-> 특히 계속 이 연구를 어떤 부분에 접목할 수 있을지 꾸준히 많은 고민을 하시는 듯. )  교수님 연구분야와 제 연구분야는 많이 다르지만 이런 부분들이 이번 세미나에서 배워갈 점이었다고 생각합니다.

총평>

 확실히 세상에 필요한 것들을 자신의 연구분야에서 할 수 있을만큼 최대한 적용해서 만드는 듯.. 연구에서 끝나는게아니라 현실의 문제 해결까지.

또 그렇게 발견된 또다른 문제(가격) 들을 해결하는 연구.

이런 부분이 이번 세미나에서 배울 부분인 것 같다.

인상깊던 다른 분의 질문>

어떻게 이렇게 시기적절한 연구들을 할 수 있었는지? 비결이 있는지. 특히 covid 터지기 전에 pcr 관련 연구. 

참고용 필기>  

POCT

Nanoplasmonic Molecular Detection for Rapid Point of Care Testing 

: Optical Sensors for Biomedical Lab (신기술 카메라를 여러 분야(치과 등)에 적용, 새로운 분석들 진행)

Nanoplasmonic : 나노메탈과학

+: 메탈나노구조 주변에 빛 집광할 수 있는 장점

구조에 따라 직광 효율, 특정 파장만 직광도 가능 -> 여러 소재에 대한 이슈, optical design에 이슈

~~> 이 구조를 이용해서 다양한 application (특히 Molecular diagnosis)

메탈나노구조 (위)

종이 (아래)

-> 리텐션 factor에 대해 paper 크로마토그래피 확인..

-> 비타민 A, B … 인지 확인가능..?

2)

Covid19 일때.. 마스크에 어떻게해야 물방울(비말)이 잘 흡착될까?

마스크에 Hydro어쩌고.. + 메탈증착 (Nanoisland) → 비말 + 바이러스까지 흡착

3) 

Plasmonic Nanopillar Arrays

빛 집광을 얼마나 잘 시키냐가 중요 

보통 2D로 Nanoisland 를 만들지만, 아랫쪽에도 추가로 만들어주면 볼륨처럼 만들 수 있음..?

버블이 생겨도 자연스럽게 바깥으로 빠져나가게… 

바깥쪽 면 vacuum cell ~ Air permeable wall —> 버블을 빨아들이게.. 

(Bubble-Free Reaction in Air …~~)

광렬pcr 

Q. Nanoplasmonic pillar array 를 이용한 on chip PCR 등을 포함해 여러 가지 기술을 발명 하셨는데 실제 현업에서 사용?

~> 만들었는데 현업에서 가져가려고 안함. 가격때문에?

Compact 한 device .. 

<

곤충 눈 카메라 

PCR 칩

아래 LED

카트리지 - 10마이크론정도되는 알루미늄 + 플라스틱으로.. (가격저렴하게끔)

 >

~~~~~~~~~~> 큰 형광 현미경이 아니라 곤충 눈 카메라로 대체..

(버블 빼내기위해.. 진공 어쩌고가 아니라 그냥 세우면 되었음. 중력때문에 내려가니까?) 

—

새롭게 만든 PCR device

광렬이용 전력줄임

곤충눈 카메라 이용

Q. 일반적으로 commertial PCR 의 정확도는 어느정돈데? 93.7 이면 ..?

장점이 속도. (10분?)

단점이 가격, 약간의 accuracy, compactness 

속도가 이 모든걸 커버할정도로 괜찮을까?

또 

Q. 

다양한 분야에서 교수님의 연구 분야를 접목해 세상에 필요한 새로운 기술을 개발하고, 디바이스를 만들어 실제 세상이 겪고있는 문제에까지 적용하는 부분에 대해 굉장히 흥미롭게 들었던 것 같습니다. 

(또 거기에서 끝나는 것이 아니라 기술 접목시 발생된? 요구된 피드백을 고려하여, 추가 연구를 진행하셨던 부분에서도, 정말 유용한 기술을 개발하고자 하시는구나 하는 생각이 들었습니다. )

여러 기술 중, 가장 대표적 기술이라고도 하셨던 Nanoplasmonic on chip PCR 관련해서 질문이 있는데, (70명 대상 93.7..?) 

PCR 과 비교하여 장점이 6배정도 빠른 속도, 단점이 가격과 약간의 accuracy, compactness 인 것 같습니다. 

그러면 자가진단키트가 생각이 나게 되는데요, 

그런데 자가진단키트와 

바이러스 양이 적은 경우에도 검출이 잘 되나? 증폭없이 진행하는거일거아냐 (형광확인)

그래서 연구의 최종 결과 device는 은 실제 현업에서 PCR 보다도 유용하게 사용이 되었나?