• 분석과학
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• 제27권3호
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• pp.121-139
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• 2014

In this review, we will discuss aptamer technologies including in vitro selection, signal transduction mechanisms, and designing aptamers and aptazyme for label-free biosensors and catalysts. Dye-displacement, a typical label-less method, is described here which allows avoiding relatively complex labeling steps and extending this application to any aptamers without specific conformational changes, in a more simple, sensitive and cost effective way. We will also describe most recent and advanced technologies of signaling aptamer and aptazyme for the various analytical and clinical applications. Quantum dot biosensor (QDB) is explained in detail covering designing and adaptations for multiplexed protein detection. Application to aptamer array utilizing self-assembled signaling aptamer DNA tile and the novel methods that can directly select smart aptamer or aptazyme experimentally and computationally will also be finally discussed, respectively.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (A)
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• pp.76-78
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• 2006

현재 심혈관 질환은 암 다음으로 높은 사망 원인으로 기록되고 있어 심혈관 질환에 대한 초기 진단은 질환의 치료에 매우 중요한 문제로 대두되고 있다. 본 논문에서는 SVM을 이용하여 심혈관질환 환자의 질환 단계를 예측하였다. 일반적으로 이진분류에 사용되는 SVM을 이용하여 정상 및 질환 $1{\sim}3$기의 총 4가지 분류가 필요한 다분류 분류문제를 처리하기 위해서 논문에서는 독립적 학습된 단일 SVM 분류기들을 결합하여 분류를 수행하는 SVM 앙상블 방법을 사용하였다. 단일 분류기의 결합은 Majority voting, 최소자승에러기반 가중치 부여, 2단계층 결합 등의 방법으로 수행하여 심혈관 질환 분류에 적합한 앙상블의 구성을 시도하였다. 실험 데이터는 (주)제노프라의 압타머 칩 데이터를 사용하였다. 서로 다른 데이터를 이용하여 학습된 이종의 SVM들을 결합한 결과 질환단계 예측에 있어서 단일 SVM을 이용하여 질환 단계를 예측하는 경우 보다 향상된 질환단계 예측 성능을 관찰할 수 있었으며, 심혈관 질환의 예측에 대해서는 단일 SVM 분류기의 2단 계층 결합법이 가장 좋은 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.55.1-55.1
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• 2012

In the first part of this talk, I will introduce an effort to use gold nanoparticles and UO22+ (uranyl) specific DNAzyme for development of highly sensitive and selective colorimetric uranyl sensors. In addition, I will discuss how DNA aptamers can be delivered by nanoparticles to cancer cell nucleus and released by ultrafast femtosecond pulsed laser for targeted cancer therapy. Finally, I will show how proteins such as streptavidin and myoglobin, or nanoparticles can be precisely aligned on DNA with nanometer resolution via backbone-modified phosphorothioate DNA and bifunctional linkers. These interesting functional and structural properties of DNA can provide new opportunities to develop dynamic DNA structures for potential use as intracellular sensors and drug delivery agents.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.461-466
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• 2021

본 논문에서는 이동성이 좋고 경제적이며, 간편하게 일회용 진단칩으로 제작 가능한 스크린 프린팅 한 탄소칩 전극[screen printed carbon electrode (SPCE)] 기반의 전압전류법 나노물질 융합형 바이오센서를 제작하여 폐암 조기진단에 활용 가능한 단백질 표지 인자 중에 하나인 heterogeneous nuclear ribonucleoprotein A1 (hnRNP A1) 단백질의 농도를 정량 분석하고자 하였다. 먼저 SPCE 표면에 금 나노입자를 전기적으로 증착한 후 크로스링커를 이용하여 hnRNP A1에 특이적으로 결합할 수 있는 바이오리셉터인 DNA 압타머를 고정하였다. Ethanolamine을 블로킹 시약으로 사용하여 압타머와 함께 센서 표면에 고정하여 그 표면을 처리함으로써 비특이적인 생물질의 흡착에 의한 방해 신호를 최소화하고자 하였다. DNA칩과 hnRNP A1 용액을 접촉하여 DNA와 hnRNP A1을 결합시킨 후 alkaline phosphatase (ALP) 효소로 접합한 hnRNP A1 항체(anti-hnRNP A1)을 센서칩 표면으로 주입하여 샌드위치 복합체를 형성하고, 이를 기질인 4-aminophenyl phosphate (APP)와 효소-기질 특이적 산화 반응에 의한 전류 변화를 순환 전압전류법과 시차 펄스전압전류법으로 측정하여 단백질의 농도를 정량적으로 분석하였다. 상기 산화 반응에 의한 피크 전류 변화는 순환전압전류법과 시차 펄스 전압전류법을 사용할 때 -0.05와 -0.17 V (vs. Ag/AgCl) 전위 값에서 각각 일어났다. 개발한 나노바이오센서를 실제 정상인 혈청 시료 분석에 적용 가능함을 보여줌으로써 혈청 한 방울로 폐암의 조기진단 가능성을 제시하고자 하였다.

• 미생물학회지
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• 제47권1호
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• pp.30-37
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• 2011

조류 인플루엔자 바이러스(AIV) 아형을 ultra-time PCR법(UPCR)을 이용하여 초스피드로 진단할 수 있는 방법을 고안하였다. 표적 대상의 프라이머는 AIV H5N1 아형의 hemagglutinin(HA) 유전자 중 가장 상보성이 높은 133 bp의 부위를 선택하였고, 실험의 안전을 위하여 인공합성의 방법으로 제작하였다. 압타머와 결합한 molecular beacon 기반 Mini-Opticon Q-PCR 기기를 사용한 UPCR법으로, 총 UPCR 반응액의 양을 10 ${\mu}l$으로, UPCR과 용융온도 분석시간을 15분 이내로 매우 짧게 단축시켰다. 민감도 측정에서 최소의 주형인 5분자의 HA 유전자만으로 정확히 AIV의 특이적 133 bp를 합성하였다. UPCR로 디자인된 이 PCR은 AIV 아형의 진단에 적용될 수 있을 뿐 아니라, UPCR이 기반되는 진단을 이용하여 다른 병원체에도 널리 적용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한화학회지
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• 제46권2호
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• pp.157-163
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• 2002

$tRNA^{Val}$에 결합하는 RNA 요소들을 확인하기 위해 SELEX 방법을 수행하였다. 양끝에 보존된 primer 서열을 가지고 가운데 무작위의 48-mer 올리고 누클레오티드 영역을 가진 DNA 문고를 T7 RNA 중합효소를 이용하여 전사시켜 얻은 RNA pool을 가지고 $tRNA^{Val}$이 고정된 affinity column을 이용하여 14번의 선별 과정을 거쳐 FNA aptamer들을 선별하였다. 몇몇 aptamer들은 세 가지 rRNA들의 고리 영역에 있는 서열과 유사한 서열을 가졌다: 5S rRNA의 C43GAAC47 서열, 16S rRNA의 G1491AAGU1495와 G1379UUCC1383 서열 그리고 23S rRNA의 C1064UUAG1068, G2110UGUA2114, C2480GACGG2485와 A2600CAGU2604 서열. 이 결과들은 $tRNA^{Val}$가 리보솜에서 5S rRNA, 16S rRNA 및 23S rRNA와 다양하게 상호작용 할 수 있다는 것을 암시한다.

• 상하수도학회지
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• 제33권1호
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• pp.63-77
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• 2019

Traditional wastewater research mainly focuses on 1) estimating the amount of waste entering sewage treatment facilities, 2) evaluating the treatment efficiency of sewage facilities, 3) investigating the role of sewage treatment effluent as a point source, and 4) designing and managing sewage treatment facilities. However, since wastewater contains a variety of chemical and biological substances due to the discharge of human excreta and material used for daily living into it, the collective constituents of wastewater are likely a reflection of a community's status. Wastewater-based epidemiology (WBE), an emerging and promising field of study that involves the analysis of substances in wastewater, can be applied to monitor the state of a defined community. WBE provides opportunities for exploiting indicators in wastewater to fulfill various objectives. The data analyzed under WBE are those pertaining to selected natural and anthropogenic substances in wastewater that are a result of the discharge of metabolic excreta, illicit or legal drugs, and infectious pathogens into the wastewater. This paper reviews recent progress in WBE and addresses current challenges in the field. It primarily discusses several representative applications including the investigation of drug consumption across different communities and the management of community disease and health. Finally, it summarizes established indicators for WBE.

• Journal of Korean Biological Nursing Science
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• 제23권3호
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• pp.199-207
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• 2021

Purpose: The purpose of this study was to investigate effects of NXP031, an inhibitor of oxidation by specifically binding to the complex of DNA aptamer/vitamin C, on dopaminergic neurons loss and the reaction of microglia in an animal model of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced subchronic Parkinson's disease (PD). Methods: A subchronic PD mouse model was induced via an intraperitoneal (IP) injection of MPTP 30 mg/kg per day for five days. NXP031 (vitamin C/aptamer at 200 mg/4 mg/kg) and vitamin C at 200 mg/kg were administered via IP injections at one hour after performing MPTP injection. This process was performed for five days. Motor function was then evaluated with pole and rotarod tests, after which an immunohistochemical analysis was performed. Results: NXP031 administration after MPTP injection significantly improved motor functions (via both pole and rotarod tests) compared to the control (MPTP injection only) (p<.001). NXP031 alleviated the loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra (SN) and striatum caused by MPTP injection. It was found to have a neuroprotective effect by reducing microglia activity. Conclusion: NXP031 can improve impaired motor function, showing neuroprotective effects on dopaminergic neurons in the SN and striatum of MPTP-induced subchronic Parkinson's disease mouse model. Results of this study suggest that NXP031 has potential in future treatments for PD and interventions for nerve recovery.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.967-970
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• 2008

우리나라 암 발생빈도 중 간암은 위암에 이어 두 번째로 흔한 암으로, 초기에는 특이 증상이나 증후 없이 서서히 진행되는 경우가 많아 증상이 생긴 후 간암으로 진단될 경우, 대부분 마땅한 치료방법이 별로 없어 어떠한 치료를 해도 환자의 예후는 불량하나, 조기에 발견될 경우는 치료성적이 우수하여 조기 발견이 대단히 중요시된다. 본 시스템은 간암의 조기발견을 위한 시스템으로, 간암으로 확진된 환자와 간암이외의 대조군의 혈액을 바이오침에 반응시켜 바이오칩 프로파일을 기계학습을 통해 분류하는 시스템이다. 본 논문에서는 총 50샘플로 구성된 간암환자 와 100샘플로 구성된 간암 이외의 대조군의 혈액시료를 1149의 서로 다른 올리고로 구성된 바이오칩에 반응시켜 획득한 데이터를 인공신경 망을 통해 분석한 결과 $92{\sim}96%$의 분류 성능을 보였다.

• 공업화학
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• 제35권2호
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• pp.67-78
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• 2024

흡광은 측정이 간편하고 해석의 직관성이 높다는 점에서 생화학 기반 분석법의 신호로서 강점을 가진다. 흡광을 가지는 물질 중에서 금 나노입자는 화학적 안정성, 생물학적 친화성, 가시광선 범위에서 야기되는 국소 표면 플라즈몬 공명(localized surface plasmon resonance, LSPR)에 의한 독특한 광학적 특성 등의 유용한 성질을 지니며, 특정 표적 물질에만 유효한 다른 발색물질과 비교해 항체나 압타머 등 다양한 검출 활성물질과 접합이 용이하여 확장성을 가진다. 특히, 기질의 산화로 발색을 야기하는 효소 기반 발색법에 비해 낮은 가격, 쉬운 입자 합성, 높은 환경안정성 등의 장점으로 인해 비색화 분석법의 신호물질로서 광범위하게 연구되고 있다. 본 총설에서는 이와 같은 금 나노입자를 신호물질로 활용하는 다양한 전략을 최근의 연구들을 중심으로 요약 정리하였으며, 입자의 형태에 광학 특성이 영향을 받는 금 나노입자의 특징에 착안하여 신호생성 시에 활용한 금 나노입자의 형태 제어 전략을 기준으로 문헌들을 분류하고 검토하였다. 이를 통해 이미 오랜 기간 활용되어온 금 나노입자가 현재에도 흡광 신호물질로서 여전히 활발하게 연구되고 있다는 사실을 고찰하고, 향후에도 광범위하고 지속적으로 개선될 여지를 가진다는 점을 확인하였다.