연구@하야씨연구실

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자기의 둘레를 보아보자!
당신의 몸과 인공재료데바이스과의 계면을 얼마나 찾을 수 있을가? 화장품과 양복, 콘택렌즈에 이르기까지 우리들의 둘레에는 수많은 바이오 인터페이스가 존재하고 있다. 세포나 생체조직이 재료과 접촉하면 세포막안의 단백질은 재료 의 표면과 상호작용을 하고 세포에 신호를 보낸다. 이 신호는 흡착과 탈착, 이 동, 세포의 사멸 등의 세포의 거동을 결정한다. 이것들은 우리들의 몸과 혈액의 응고, 거절반응 등의 거시적인 반응에 직결된다.

우리들은 아래의 두가지 문제를 의론하기 위하여 생체표면과 인터페이스의 해 석에 따른 독자적인 기술을 이용해서 신호를 이해하려고 한다.

1. 생체 적합성의 물리화학적인 배경은 무엇인가?
2. 어떠한 분자의 작용이 인공재료와 세포 혹은 생체조직간에서 일어나고 있는 가?

연구의 대상

  • l  분자인직과정에 관여하는 리간드 수용체과의 상호작용(우리들은 분자의 구 조과 요동, 동역학에 흥미가 있다.)
  • l  고체표면에 흡착한 단백질 분자의 동정과 구조해석
  • l  생체 적합성이 있는 재료근방의 물분자과 생체 적합성과의 관련성
  • l  세포와 재료의 계면에 분자 레벨의 현상

    독자적인 해석도구의 개발

    바이오 인터페이스에서의 분자의 과정을 관측하기 위해서 우리들은 독자적인 해석도구의 개발을 했다. 현재까지 우리들은 아래와 같은 바이오 인터페이스를 연구하는 기술을 개발했다.

    바이오 인터페이스를 영상화하기 위한 원자간력현미경법

    종래에는 AFM 는 진공중에 재료의 나노구조를 화상화하는데 사용되였다. 지금 AFM는 바이오 인터페이스에서의 생체분자의 거동을 가시화하기 위한 강한 도 구에 진화했다. 종래의 피에죠에 의한 칸치레바의 려진법에다가 우리들은 물중

에서 안정하게 칸치레바가 진동하는 독자적인 광열려진시스템를 개발했다. 칩-증강 라만 분광법(Tip-enhanced Raman Spectroscopy, TERS)

TERS 는 금속으로 피복된 프로브의 직하의 령역부터 얻은 라만 스펙토르에 의 해서 극소적인 시료의 화학적인 특성을 나노스케일 분해능으로 측정하는것을 가능하게 했다.

우리들이 대상으로 하는 시료는 보통의 무기・유기 나노재료과 표면에 재한되지 않는다. 우리들은 TERS 를 접착세포의 발디딤으로서 기능하는 단백질의 단분 자 레벨의 해석을 착수하고 있다.

단분자간력분광법

AFM 는 단분자 레벨로서 흡착실헙을 하는것을 가능하게 했다. pN(피코뉴톤) 레벨에서의 분자간 상호작용은 우리들의 특징적인 힘측정에 의해 밝힐 수가 있었다. 이 방법으로 우리들은 생체분자의 분자인식과정의 화상을 얻을 수가 있었다.

원자간력현미경을 사용한 표면간력해석

우리들은 표면간력의 해석으로 바이오 인터페이스에서의 물의 거동이 밝혀졌다. 이제까지 우리들은 생체불활성인 표면근방의 물의 물리적장벽이 고생체불활성 인 표면인 경우 단백질의 흡착과 세포의 접착을 방어해준다는 것을 밝히고 있 다.

우리들의 기술과 재료에 관한 키워드

주사프로브현미경법
원자간력현미경법
나노포토닉스
펩티드, 단백질, 리간드수용체, 항원항체분자 등의 단분자 힘측정