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조경래,서정혁,최세운,Cho, Kyoungrae,Seo, Jeong-hyeok,Choe, Se-woon 한국정보통신학회 2019 한국정보통신학회논문지 Vol.23 No.3
Flow cytometry is an electrical detection system that provides precise and diverse optical properties to cells and micro particles. Flow cytometry, which provides multidimensional information including cell size and granularity through light scattering and fluorescence emission generated by the induction of light of a specific wavelength to the fluorescently treated cells or micro particles, plays an important role in biomedical and biophysical fields. However, it has some drawbacks such as high cost, size of the instrument and limitation in selecting fluorescent dyes. Therefore, in this paper, a low cost compact fluorescent detection system is developed using light-emitting diode and microcontroller. The proposed fluorescence detection system has a replaceable the light source/fluorescence filter/photodetector and constructed by 3D printer, so that the user can design a customized system according to the selected fluorescent dyes. The fluorescence intensity was measured by varying the number of fluorescently labeled cells, and the measured intensities showed a high linearity within the tested concentration ranges. 유동 세포 분석법은 세포나 입자에 대하여 정밀하고 다양한 광학적 특성을 제공해주는 전기적 탐지 기술이다. 형광 처리된 세포나 미립자에 특정한 파장의 빛을 가함으로써 발생 되는 광 산란과 형광 방출을 통해 세포의 크기와 입상도를 포함한 다차원적인 정보를 제공해주는 유동 세포 분석법은 생체 의학 분야 또는 생물 물리학 분야에서 중요한 역할을 수행한다. 그러나 유동 세포 분석법은 고가이며 장비 설치에 있어 적절한 공간이 필요하고 형광 염료 선택에 제한적이라는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는, 상용화된 유동 세포 분석에 사용되는 고가의 레이저와 운영시스템 대신 발광 다이오드, 마이크로 컨트롤러와 광 검출기를 사용한 저가의 형광세포 측정 시스템을 개발하여 사용자가 원하는 형광 염료에 대한 자유도를 높였다. 또한, 3D 프린터를 사용하여 모듈별 소형화 및 경량화를 통한 사용자 맞춤형 제작이 가능하도록 하였다. 그 결과, 형광처리 한 세포의 양에 변화를 주어 발광도를 측정하였을 때, 높은 선형성이 보임을 확인할 수 있었다.
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LED를 활용한 저가의 암세포 증식제어 모듈 개발 및 효과
조경래,최세운,Cho, Kyoungrae,Choe, Se-woon 한국정보통신학회 2018 한국정보통신학회논문지 Vol.22 No.9
광 역학 치료법은 그 효과가 특정 위치의 암세포에 국한되어있어 주변의 정상 세포에 큰 영향을 미치지 않기 때문에 다양한 부작용이 존재하는 현재의 암 치료법의 대안으로 제안되어 왔다. 이러한 광 역학 치료에는 광감응제를 선택적으로 자극시키기 위해 레이저를 이용하고 있으나, 고가의 치료비용과 높은 발열현상으로 사용에 제한적이다. 그러나 다양한 파장의 빛을 발할 수 있는 소형 발광 다이오드가 저가로 개발됨에 따라 대체가 가능하며, 이는 광 역학 치료 장비의 소형화 및 저가의 치료 장비 개발에 큰 영향을 미치고 있다. 현재 활발하게 연구되는 광 역학 치료법은 다양한 광감응제를 이용하여 암세포의 사멸을 유도하는데 목적이 있으나, 특정한 파장을 중심으로 진행된 연구는 상대적으로 미비한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 저렴하며, 발열현상이 작고, 다양한 파장대의 광원지원이 가능한 발광 다이오드를 사용하고 이를 아두이노로 제어하여 새로운 저가의 암세포 증식 억제 모듈을 개발함으로써, 그 효과를 정량적으로 분석하고 새로운 항암치료법을 제시하고자 한다. Photodynamic therapy has been suggested as an alternative treatment to current cancer therapy which resulting in a variety of side effects because photodynamic therapy targets specific cancer cells and does not have a significant effect on normal cells. Typically, laser was used as a photodynamic therapy, but this was limited due to high cost and heat reaction. However, compact light emitting diodes that can emit light of various wavelengths have been developed at a low cost, which has a great influence on the low cost development of photodynamic therapy equipment. On the other hand, in the study of photodynamic therapy, the data on the direct effect of visible light are relatively small. Therefore, in this paper, we propose a novel cancer therapeutic module by developing a cancer cell proliferation inhibition module based on an Arduino that is relatively inexpensive, and able to use light of various wavelengths.
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