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성과1공초점현미경 (Laser Confocal Scanning Microscope System; LCSM)

연구내용

광학형광현미경의 성능을 확장하여 형광이미징이 필요한 생물학, 물리, 화학, 재료공학, 고분자공학, 의공학, 의학, 농학등 매우 범용적으로 사용되는 장비이며, 시료의 가로, 세로인 X, Y축 뿐만 아니라, 깊이방향인 Z축 방향을 동시에 스캐닝하여 실시간 이미징 및 각각의 이미지를 합성하여 3차원적인 입체 이미징 구현이 가능한 장비입니다. [광주센터:분석연구부]

대표적 연구사례

핵단백질의 미토콘드리아 이동과 작용기전 연구 핵내의 전사조절에 영향을 주는 B-Cell Translocation Gene 2(Btg2) 유전자가 핵뿐만 아니라, 미토콘드리아로의 이동이 유도되며, 세포내 미토콘드리아의 생화학적으로 에너지 생성에 중요한 영향을 담당함을 규명하였습니다.

세포내 발현유전자의 미토콘드리아내로의 co-localization

성과2초고해상도전반사현미경 (Super-Resolution TIRF Microscope System; SRM)

연구내용

Super-resolution imaging은 기존 광학형광현미경의 diffraction limit (xy해상도 200nm)를 극복하여 xy 해상도 20nm 수준까지 향상시켜 초고해상도 이미지 구현하여 세포막과 세포막의 인접한 부위를 전반사현미경의 기반으로 single molecule localization을 통한 PALM(Photoactivation Localization Microscopy)과 dSTORM(direct Stochastic Optical Reconstruction Microscopy)의 두가지 테크닉을 활용할 수 있는 장비입니다. [광주센터:분석연구부]

장비특성

• Resolution 컨포칼현미경(약 200nm)보다 약 10배 이상 높은 20nm이내의 해상력으로 이미징
• EM CDD Detector 현존 최고의 고감도 CCD로써 Quantum Efficiency가 90%이상이며 30fps 고속촬영이 가능한 Detector
• Super Quality Objective NA 1.46과 1.57의 Alpha-PanApochromat(100X) 렌즈 탑재
• 레이져 405nm, 488nm, 561nm, 642nm 4개 장착으로 Dual color로 PALM과 dSTORM 이미징 가능
• On-line Processing 이미지를 위해 수천에서 수만장에 이르는 데이터를 축적하는 동안에 샘플의 이미지 작성과정을 실시간으로 확인 가능

Tubulin의 TIRF 이미지(A)와 PALM 기법으로 tubulin 구현(B-D)

성과3LC-NMR-MS

연구내용

LC-NMR-MS 는 분리에서 분석까지 on-line상에서 동시에 수행이 가능합니다. 이의 대표적인 예들로는 천연물유래의 혼합물중 약리활성을 갖는 선도물질을 발굴하거나, 신약, 신물질 개발, peptide 혼합물의 온라인 분리 및 구조분석, 약물 degradation, metabolism 등의 다양한 분야에서 화합물의 구조 확인 및 규명에 활용할 수 있습니다. [광주센터]

대표적 연구사례

식물체 추출물로부터 항산화, 항노화 효능을 갖는 물질을 단일물질로의 분리, 정제 없이 LC-NMR-MS를 통해 화학 구조를 밝히는 연구를 수행하였습니다.]

성과4고분해능 투과전자현미경 (High-Resolution TEM)

연구내용

시료를 투과시킨 전자선을 전자렌즈로 확대하여 관찰하는 전자현미경. 직접배율의 범위가 통상은100배에서 100만배 가량의 상을 형광판 상에 투영하여 관찰한다. 전자선이 시료를 투과할 때에 생기는 산란대조와 위상대조에 따라 상의 대조를 얻어낼 수 있다. 회절상에 의한 결정구조의 분석에서도 가능하다. [광주센터:분석연구부]

대표적 연구사례

• 재료의 명시야(Bright field)상 및 암시야(Dark field)상
• 절편 시료의 고분해능
• 나노구조의 회절상 분석
• Nano-beam EDS를 활용한 Line 분석 및 Mapping

Silicon의 원자 배열 사진

성과5전계방출형 주사전자현미경(FE-SEM)

연구내용

10-3 Pa 이상의 진공중에 놓여진 시료 표면을 미세한 전자선을 주사하여 시료 표면에서 발생하는 2차전자, 반사전자, 투과전자, 가시광, 적외선, X선 및 내부기전력등의 신호를 검출하여 화면상에 확대 화상을 표시하거나 기록하여 시료의 형태, 미세구조 등의 관찰이나 구성원소의 분포, 정성, 정량등의 분석을 행하는 장치. 주로 금속 등의 도체, IC, 산화물 등의 반도체, 고분자 재료나 세라믹 등의 절연물의 고체, 분말, 박막시료가 표본이 된다. [광주센터:분석연구부]

활용분야

• 생물학: 생물, 미생물, 균류, 박테리아, 곰팡이, 세포, 혈액, 피부조직 등
• 재료과학, 금속, 세라믹, 신소재, 반도체 공정(포토마스크, 반도체 칩 등)
• 고고학 : 화석, 광석, 출토품 등의 균열상태 및 구조 관찰
• 환경과학 : 토양, 수중의 미생물 등

모기의 눈

성과6다기능 투과전지현미경 (Multi-functional TEM)

연구내용

시료를 투과시킨 전자선을 전자렌즈로 확대하여 관찰하는 전자현미경으로 일반적인 투과전자현미경에 비해 시료와 렌즈간 사이가 커 시료의 고각도 회전이 가능하다. 또한 재료의 인장강도 및 In-situ 가열 실험 및 동영상 기록 등의 여러 가지 실험이 가능한 투과전자현미경이다. [광주센터:분석연구부]

활용분야

• TEM Tomography (3차원 구조 관찰 등)
• In-situ Microscopy (재료 인장 실험, 가열 실험 및 동영상 촬영기법)
• 나노입자 구조해석

• TEM - Tomography에 의한 나비날개 3D 형상
• IF 강의 In-situ 인장 실험

성과7마이크로 라만분광기(UV/multi-channel micro-Raman/PL spectrometer)

연구내용

유, 무기재료로부터 산란된 입사레이저 빔의 파수변화와 시그널의 강도를 측정하여 물질들의 구조적 특성 및 결합상태를 비 파괴적으로 분석할 수 있으며, 마이크로 스케일의 좁은 영역과 10K에서 400oC 까지의 온도영역에서 Raman 및 광 발광(PL)시그널을 획득할 수 있습니다. [광주센터]

활용분야

액체, 비정질, 결정질 고체재료 및 분말시료로부터 마이크로 스케일에서 자외선부터 근적외선까지의 영역에서 Raman 및 광 발광 시그널 획득, 물질의 결합상태 및 구조분석, 고체재료의 포논모드 분석, 미지물질의 identification, 박막시료의 깊이 및 평면상의 위치변화에 따른 연속적인 라만시그날 획득 및 strain 분석 등이 가능합니다.

성과8고령동물생육시설

국내 유일의 고령동물생육시설 구축‧운영으로 노화의 진행에 따라 수반되는 퇴행성질환 관련 특정분야(신경질환, 심혈관질환, 근골격 질환)의 실험동물 생육, 계통 및 질환모델에 대한 병리/임상. 분자기능/분자영상학적 연구 네트워크를 형성하고 다양한 첨단동물실험기술의 개발과 지원을 하고 있습니다.

고령동물생육시설 개요

• 퇴행성질환 재생연구관련 연구장비 및 설비구축을 통한 연구지원 및 공동연구수행을 위한 시설
• 국제적 환경기준에 부합한 최첨단 실험동물생육시설
• 고품질의 실험동물 공급과 연구자의 요구에 맞추어 안정적이고 신속한 공급
• 위치 : 한국기초과학지원연구원 광주센터 고령동물생육시설
• 면적 : 4층 466㎡, 5층466㎡

고령동물생육시설 지원 및 수행내용

• 실험동물 마우스(Mouse)18개월, 랫(Rat) 24개월 이상 생육을 요함
• 고령동물 사육의 까다로운 조건, 고도한 사육경비 및 장기간 사육에 따른 기술적 어려움
• 수요증가에 따른 공급이 원활하지 못하며, 고령생육의 노하우를 요함
• 본 시설은 실험동물의 종합적인 건강상태와 미생물학적, 유전학적 모니터링을 통한 오염의 최소화, 국제적 수준의 신뢰성 확보 및 전월령 SPF 실험동물을 제공

  

  

• 고령동물 생육시설 설비현황

  

• 고령동물생육시설 실험분석장비(고령동물생육시설 보유)
  • 자동생화학분석기 Automatic Chemistry Analysis

    

    • 분석용량: 200 test/hour
    • 분석범위: 340~800nm
    • 검체설치수: 84 검체이상
    • 측정방법: End-point Breeding, Kinetic, Bichromatic method 등
    • 시약소모량: 2~240ml (평균150ml)

  • 실시간유전자증폭장치 Real-Time PCR System

    

    • 발광원: 총5개의 LED에서 빛을 발광 green, yellow, orange, red crimson
    • 검출: Photo Multiplier Tube(PMT)
    • 온도의 균일성: 0.01˚C
    • 사용가능시약 샘플수: 최대 100개 시료
    • 최대온도상승: 10˚C/Sec (Air)
    • 시약소모량: 5~100μl (평균10~20μl)

  • 자동조직절편기 Automatic Rotary Microtome

    

    • 색선두께: 0.5~100μm
    • Trimming 색선두께:1~600μm
    • 색선스피드: 0.5~420mm/sec
    • 자동색선: 300μm/sec and 900μm/sec
    • 최대샘플사이즈: 50×60×40mm(L×H×W)
    • 샘플색션각도: Horizontal 8˚, Vertical 8˚