표면 증강 라만 산란 이미징을 위한 microwell 이용 미생물 단일 세포 고정
Microbial single cell trapping using simple microwells for surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) imaging
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이진원
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 화공생명공학과
- UCI I804:11029-000000064776
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
유전자 발현과 조절 과정에서 내재적 변이에 의해 동일한 모세포에서도 서로 다른 기능을 가진 세포가 생성될 수 있다. 전통적인 대량 배양 분석은 서로 다른 표현형을 평균화하지만, 세포 분화, 세포 운명 결정, 진화 및 적응, 미생물의 항생제 저항 등은 개별 세포 수준에서 발생하는 중요한 생물학적 정보이기 때문에 단일 세포 분석 기술이 요구된다. 형광 표지 신호 검출과 같은 간접적인 방법과 달리 표면 증강 라만 산란(SERS)은 직접적인 분자 신호 검출을 통해 단일 세포의 내부 시각화가 가능하다. 본 연구는 SERS 분석을 위한 단일 세포 고정화에 중점을 두었다. PDMS microwell에서 대장균 단일 세포 고정과 금 나노 입자 흡착 대장균의 암시야 현미경 이미지를 확인하였다. 또한 well의 직경, 세포 농도가 고정화 확률과 비례함을 확인하였고 세포 활동성을 고려한 well의 최적 직경을 제안한다. 이 microwell 장치는 SERS를 이용한 미생물 단일 세포 내부 시각화 연구에 적용 가능하며 응용 방안을 제안한다.
more초록/요약
Intrinsic mutations in gene expression and regulation can result in cells with different functions from the same parental cell. Traditional bulk measurements average different cell phenotypes, but single cell analysis techniques are required because cell development, cell fate determination, evolution and adaptation, and microbial antibiotic resistance are important biological information that occurs at the individual cell level. Unlike indirect methods such as fluorescence label signal detection, surface enhanced Raman scattering (SERS) enables internal imaging of single cells through direct molecular signal detection. This study focused on single cell trapping for SERS analysis. Escherichia coli single cell trapping and dark-field microscopic images of gold nanoparticle adsorbed E. coli were identified in PDMS microwells. The diameter of the well and the cell concentration were proportional to the trapping probability and suggested the optimal diameter of the well considering the cell activity. This microwell device is applicable to the study of imaging of microbial single cells using SERS and proposes an application method.
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