엑셀을 활용한 확률과 통계 단원 지도에 관한 연구 : 고등학교 10-(가) 중심으로

이민지 강원대학교 2008 국내석사

본 논문에서는 정보화 사회에서 방대한 양의 자료를 효율적으로 분석하고 통계 단원이 쉽게 느껴질 수 있도록 하기 위해 여러 소프트웨어 중의 하나인 엑셀을 통계 교육에 활용할 수 있는 방안을 연구하였다. 현재 7차 교육과정의 통계영역에서의 테크놀로지 활용 현황을 분석하고 각 단계별 통계 영역 중 엑셀을 활용하여 더욱 효과적으로 지도할 수 있는 부분의 예시를 들었다. 확률과 통계 단원의 지도에 엑셀을 활용함으로써 학생들의 흥미를 유발시키고, 복잡한 계산을 수행하기 위한 불필요한 시간 낭비를 줄이며 개념 이해 활동에 도움을 줄 수 있기를 기대해 본다. the purpose of this paper is to suggest the teaching and learning materials for efficient statistics classes, which allow the students to comprehend the unit of statistics easier. We analyzed the present condition using the technology according to 7th Educational Curriculum in the unit of statistics, gave examples of guidable sections using Microsoft Excel effectively and suggested some guidance plans that allows students to analyze practical data and to reason statistically using Excel.

Hierarchical network between the components of multi-tRNA synthetase complex : Functional implications for complex formation /이민지

이민지 서울대학교 대학원 2006 국내석사

융합(STEAM) 교육 관점에서 IMP 교과서 분석

이민지 아주대학교 2014 국내석사

─ 논문요약 ─ 융합(STEAM)교육적 관점에서 IMP교과서 분석 아주대학교 교육대학원 석사학위논문 이민지 본 연구에서는 융합교육의 관점에서 우리나라 교과서의 개선방향을 알아보기 위해 미국의 융합적 수학교과서 중에서 IMP 교과서와 비교함으로써 향후 우리나라 교과서의 STEAM 교육 내용을 체계화하고 개선함에 있어 방향성을 찾아보려 하였다. 이러한 연구 목적을 위하여 다음과 같은 연구 문제를 설정하였다. 융합교육의 관점에 따라 미국 교과서 IMP(Interactive Mathematics Program)는 어떤 특징을 가지고 있는지 분석한다. 가. IMP 교과서에서의 영역별 어떠한 수학 내용이 다루어졌는지 분석한다. 나. IMP 교과서에서 다루어진 단원별 수학적 내용 및 공식이 무엇인지 분석한 다. 다. IMP 교과서에서 활용한 융합 소재는 무엇인지 분석한다. 라. IMP 교과서의 체제적 특징은 무엇인지 분석한다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 가. IMP 교과서에서의 영역별 어떠한 수학 내용이 다루어졌는지 분석한다. IMP 교과서에서 9학년과 10학년은 대수, 기하, 삼각법, 확률과 통계, 논리 등의 영역을 담고 있으며 11학년 12학년에서는 이에 추가 하여 해석과 좌표기하, precalculus, 프로그래밍, 쓰기와 의사소통 등의 영역을 포함한다. 나. IMP 교과서에서 다루어진 단원별 수학적 내용 및 공식이 무엇인지 분 석한다. Year1의 첫 번째 단원은 기본적인 기하개념을 배우고 두 번째 단원에서는 확률, 세 번째 단원은 그래프를 통한 일차함수, 네 번째 단원에서는 정규분포와 표준편차 그리고 마지막 단원에서는 다각형과 삼각함수를 배운다. Year2에서는 첫 번째 단원에서 피타고라스의 정리와 삼각함수, 정다각형의 겉넓이와 부피, 두 번째 단원에서는 일차부등식과 함수, 일차함수의 최댓값과 최솟값, 세 번째 단원에서는 막대그래프와 표준편차, 네 번째 단원에서는 이차함수와 그래프, 마지막 단원에서는 지수와 로그에 대해서 배운다. 다. IMP 교과서에서 활용한 융합 소재는 무엇인지 분석한다. 융합소재의 영역을 나눌 때 과학, 기술·공학, 예술로 나누고 그 외 실생활 등이 포함된 부분은 다른 영역으로 표기하였다. Year1에서의 융합횟수의 수치를 소수점 첫째자리에서 반올림하여 백분율로 나타내면 실생활 등을 포함한 다른 영역이 36%로 가장 높고 그 뒤로는 25%로 과학, 예술, 마지막으로는 14%의 기술공학 순이다. Year2에서의 융합횟수 수치를 소수점 첫째자리에서 반올림하여 백분율로 나타내면 30%로 과학, 기술공학, 예술이 같았고 실생활 등을 포함한 다른 영역이 10%로 나타났다. Year1과 Year2의 융합 빈도를 통합하여 수치로 나타내어 보면 과학, 예술, 다른 영역이 26%이고 기술·공학은 22%로 나타났다. 라. IMP 교과서의 체제적 특징은 무엇인지 분석한다. 첫째, 하나의 중심 주제에 따른 다양한 활동(activity) 으로 구성되어져 있다. 둘째, 직접적 지식 전달 대신에 자기 주도적 학습을 유도하여 학생 스스로 깨달을 수 있도록 한다는 점이다. 셋째는 주변 사물을 활용한 이미지 제공의 학습을 유도하여 수학적 개념의 이해를 돕고 있다. 넷째는 계산기를 사용하는 수업을 지향하여 빠른 값들을 계산 하고 추측할 수 있도록 돕는다. 다섯 번째는 현실적 상황을 해석하기 위한 다양한 소재를 활용 한다. 마지막으로는 다양한 인종을 포괄하고 있다.

유휴공간 재생을 통한 참여형 플레이마켓(Play Market) 제안 : 국내외 프리마켓(Free Market) 사례를 바탕으로

이민지 서울시립대학교 디자인전문대학원 2011 국내석사

The city we are currently living in suffers from complicated problems that include environment degradation caused by industrialization and rapid changes in urban areas and the resultant occurrence of idle spaces. We now know that a sustainable city can be achieved through the enhancement of living qualities through cultural exchanges and not through reckless development. The potentiality of a city can be materialized through a variety of exchanges based on eco-friendly perspectives. The 21st century requires various kinds of cultural spaces in order to develop sustainable urban spaces. Cultural contents have converted from physical objects of the past to cultural elements that can be experienced through the intangible such as experience, attraction and empathy, and sharing and exchanges by people. In contemporary society, the pattern of cultural consumption is changing toward requesting cultural information through participation as people?s qualities of lives have become enhanced. They are directly taking part in the process of production and consumption, creating cultural contents by themselves, and are eager to share with others. As there is an increasing demand of cultural spaces in people?s daily lives, it is now vital to provide the space for direct participation and cultural exchanges, not just limited to the existing concept of cultural space that only offers indirect experience. This study suggests how to vitalize urban culture by regenerating idle spaces. The participatory free market is a suggestion for using abandoned and neglected spaces for cultural contents of the contemporary society. The study for cultural regeneration of idle urban spaces is important as it will be an opportunity to reconsider the value of recklessly developed city areas, and to recreate the relationship among city culture, human and environment. Cultural regeneration of idle space offers a chance to enrich the quality of life, and it fulfills the social needs for culture to extend to our daily space. The participatory free market that induces experiential value through being a part of it is a new approach for understanding and analyzing the urban culture and the consumer patterns of the West. This study will review the methods behind actively developing city culture by regenerating idle spaces as cultural hubs, and what values people will experience in such spaces. The free market, as one of the regeneration projects, is a participatory urban culture program, which aims to encourage people?s participation and interest even from the early stages. The Free Market, different from a flea market, is a creative space where various kinds of cultures co-exist to promote cultural experiences through active participation. This study will observe and analyze the Free Market?s program based on physical and cultural elements of free markets in Korea and abroad as well as experiential characteristics. Based on such analysis, values of the free market can be summarized into five categories; Creative Space, Recreation, Identity, Culture, and Education. Through this value analysis, the study concludes that people are not just satisfied by simple observation of culture, but tend to gain more by directly experiencing and sharing cultural programs as they fulfill both education and play factors. Based on the above five values, this study suggests a developed concept for the participatory free market by naming it as Play Market that offers a more active experience. The play market is a cultural space that encourages people?s participation and exchanges. It also compensates the shortcomings of the free market that requires the expertise of participants. Thus, a standardization of the guideline is necessary to allow all participants to easily suggest and program a play market. The Play Market?s design guideline will consist of different sections such as the Play Ground, the Player, the Play Service, and the Play Contents, and its terminology will be easy to understand, and surpass the existing design guidelines of Korea that are complicated and full of difficult terminologies. The standard design guideline for the play market, suggested in this study, will be a suggestion for offering active experience within urban culture. It will inspire people?s participation for establishing future urban culture, and to produce participatory cultural contents that are needed in contemporary society following the reckless city development of the past. 현재 우리가 살고 있는 도시는 근대화와 산업화에 따른 급격한 변화로 환경의 질 낙후, 유휴공간의 발생 등 복합적인 문제를 안고 있다. 급격한 변화를 통해 우리는 지속가능한 도시의 모습이 무분별한 개발이 아닌 문화교류를 통한 삶의 질 향상이며, 생태적 관점을 바탕으로 다양한 교류를 통해 도시가 가진 잠재력을 도출해야 한다는 것을 알 수 있다. 21세기에서 지속가능한 도시의 발전과제는 다양한 문화공간을 창출하는 것이다. 문화 콘텐츠는 과거 물리적인 오브제에서 경험(Experience), 유혹(Attraction), 공감(Empathy) 등 무형의 감성과 교류를 통한 문화적 요소로 전이되었다. 현대사회에서 문화소비 패턴의 변화는 삶의 질 향상에 따라 참여를 통한 문화정보를 요구하는 방향으로 흘러가고 있으며, 생산과 소비과정에 직접 참여하여 자신이 문화 콘텐츠를 생산하고, 많은 사람들과 공유하는 것을 원하고 있다. 그만큼 일상생활에서 문화영역의 확대가 요구되고 있으며 기존의 문화공간 개념인 간접 경험에서 벗어나 스스로 참여하여 문화를 교류 할 수 있는 공간을 요구하게 되었다. 본 연구는 현대사회 속에서 방치되거나 버려지는 유휴공간에 문화라는 콘텐츠를 적용하여 도시문화의 대안적 공간으로 참여형 프리마켓(Free Market)과 재생(再生)을 통한 도시문화 활성화를 제안한다. 도심 속 유휴공간의 문화재생의 연구는 급격한 도시변화에서 무분별하게 개발된 도시를 되돌아보고, 도시문화와 인간, 그리고 환경의 관계를 새롭게 만들어가는 중요한 역할을 한다. 유휴공간의 문화적 재생은 인간의 삶을 질적으로 풍부하게 하는 기능을 가지고 있으며, 문화공간의 범위가 일상적인 공간으로 확산되어야 한다는 사회적 요구를 반영한다. 참여를 통해 경험적 가치를 이끌어내는 참여형 프리마켓은 서구에서 도시문화 및 인간의 문화소비 행태를 이해하고 분석하는 새로운 접근방식으로 떠오르고 있다. 본 연구에서는 기존 유휴공간의 문화공간 재생사례를 통해 도시문화의 적극적 개발과 그를 바탕으로 사람들이 경험하게 되는 문화적 가치에 대해 살펴보았다. 재생사례 중 하나인 프리마켓은 공간의 형성 단계에서부터 인간의 참여와 관심을 바탕으로 만들어지는 참여형 도시문화 프로그램이다. 프리마켓(Free Market)은 과거 벼룩시장(Flea Market)과 달리 다양한 문화가 공존하는 창의적 공간으로서 적극적 참여를 통한 문화 경험을 원하는 사람들에 의해 커뮤니티가 형성되기 시작하였다. 본 연구에서는 국내외 프리마켓의 물리적, 문화적 요소 및 경험의 특성을 바탕으로 프리마켓 프로그램을 관찰 및 분석하였다. 이를 통해 참여형 문화공간으로서 프리마켓은 창의적 공간(Creative Space), 놀이성(Recreation), 정체성(Identity), 문화소비(Culture), 교육성(Education)의 5가지 가치를 도출할 수 있었다. 이러한 가치 도출을 통해 현대사회에서 인간은 단순히 문화를 관람하는 것에서 만족하지 않고, 놀이의 개념과 교육이 함께 고려된 문화 프로그램을 직접 체험하고, 공유하려고 한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구는 위의 5가지 가치를 바탕으로 참여형 프리마켓의 명칭을 좀 더 적극적으로 체험할 수 있는 개념인 플레이마켓(Play Market)으로 변경하여 제안한다. 플레이마켓(Play Market)은 전문성을 필요로 하는 기존 프리마켓(Free Market)의 문제점을 보완하면서 어디서나, 누구든지 참여와 교류가 가능한 문화공간이 된다. 따라서 누구나 쉽게 플레이마켓(Play Market)을 제안하고, 계획할 수 있는 운영 프로그램이 필요하다고 보았다. 플레이마켓의 운영 프로그램의 구성은 공간(Play Ground), 사람(Player), 물품(Play Service), 문화프로그램(Play Contents)으로 명칭을 정하여, 복잡하고 어려운 용어 위주의 기존 국내 디자인 가이드라인의 한계점에서 벗어나고자 하였다. 적극적으로 도시문화를 경험할 수 있는 방법으로 플레이마켓(Play Market)의 기본 운영 프로그램은 향후 새로운 도시문화를 구축하는데 있어서 사람들의 참여를 이끌어 낼 수 있다. 과거 무분별한 도시변화에서 벗어나 현대사회에서 요구되는 참여적 문화 콘텐츠를 생산할 수 있을 것이라 기대하며 본 연구를 제안한다.

쇼트피닝에 의한 압축잔류응력이 A12124-T851의 피로균열전파 특성에 미치는 영향

이민지 순천대학교 2020 국내석사

김성국작곡 25현가야금 독주를 위한 〈웃다리〉 분석 연구

이민지 한양대학교 대학원 2023 국내석사

본 논문은 김성국 작곡 <25현가야금 독주를 위한 ‘웃다리’>를 분석 대상으로 연구하여 악곡의 구조와 활용된 장단, 응용된 리듬, 연주법 등을 살펴보았으며, 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 악곡을 살펴보면 <25현가야금 독주를 위한 ‘웃다리’>는 총 292마디로 단락을 총 8개(서주, A~F, Outro)로 구분할 수 있다. 단락별로 빠르기가 변화하였으며, 전체적인 진행은 특정음의 반복을 통하여 타악기의 리듬적 요소를 모방하는 등 웃다리농악을 연상할 수 있는 타악적인 진행이 주를 이룬다. 곡 전체에 자주 출현하는 주요음은 주로 두 음일 경우가 많으며, 이 두음은 단7도 간격이다. 예를들면, F와 eb또는 Eb과 db이다. 둘째, <25현가야금 독주를 위한 ‘웃다리’>에 출현하는 전통 장단은 웃다리농악에서 활용되는 쩍쩍이장단과 육채장단, 칠채장단을 중심으로 활용되었다. 쩍쩍이장단은 서주와 A, D단락에 출현하며, 육채장단의 A, D, E단락에 출현한다. 칠채장단의 B, C, D, E, F단락에서 출현하였으며, 칠채장단의 리듬과 육채장단 리듬이 혼합된 형태로도 이루어지기도 한다. 각 장단은 화음, 꾸밈음, 분박화, 생략, 축소 등으로 응용되었으며, 이러한 장단의 활용은 꽹과리・장구・징・북의 음향에 빗대어 표현되었음을 알 수 있었다. 분할 리듬 및 꾸밈음은 꽹과리와 장구, 분할 리듬과 함께 연주되는 단2도 혹은 장2도와 같은 화음에는 징, 4도 화음이나 3화음은 북의 배음으로 적용되어 표현되었음을 확인하였다. 셋째, <25현가야금 독주를 위한 ‘웃다리’>는 전통 연주기법과 창작 연주기법이 사용되고 있다. 전통 연주기법은 농현과 전성, 연튕김, 누르기 등이 있으며 창작 연주기법으로는 화음, 아르페지오, 글리산도, 스타카토 등을 통하여 풍성하고 화려한 느낌을 더하였다. 또한 작곡가는 연튕김과 스타카토 같은 주법들을 통하여 다양한 타악기의 음색과 요소를 표현하였고, 또한 나머지 다른 주법들을 통하여 가야금으로 표현할 수 있는 현악기적 요소를 곡에 담기 위하여 활용하였다. 즉, 작곡자는 이 곡에서 가야금으로 타악기적인 요소를 표현하고자 하였지만, 표현을 극대화하는 부분에서는 현악기적 요소를 일부 도입하였다. 이상과 같이 <25현가야금 독주를 위한 ‘웃다리’>는 한국 웃다리농악에 사용된 장단을 모티브로 하여 다양한 리듬 변화와 타악기의 음향으로 선율을 표현하였다. 이러한 시도는 가야금 창작곡에서 전통적인 장단이 선율, 주법, 표현 등의 요소로 응용 및 확장된 예로서 볼 수 있을 것이다.

장소감을 활용한 서사 감상 지도 방안

이민지 한국교원대학교 대학원 2023 국내석사

본 연구의 목적은 서사 감상에서 장소감의 의미와 역할을 밝히고, 장소감을 활용한 서사 감상 지도 방안을 마련하는 데 있다. 인간의 삶은 장소에 기반한다고 할 수 있다. 인간이 일상적인 생활을 하는 집, 학교, 회사 등과 같은 장소부터 특정한 목적으로 방문했던 지역이나 국가에 이르기까지 인간의 모든 활동은 언제나 장소에서 일어나기 때문이다. 이렇듯 장소에는 한 인간의 개인적이며 주관적인 삶이 녹아있기 때문에 장소감은 인간을 이해하는 바탕이 된다. 따라서 학습자가 장소감을 인식하는 것은 곧 자신의 정체성을 이해하는 것이며, 다른 사람의 삶의 방식을 파악하는 것이며, 이 세상을 이해하는 방식이 된다. 그러므로 학습자의 장소감을 형성하고 앞으로의 삶에 대비할 수 있는 지도 방안을 마련할 필요가 있다. 문학은 인간의 다양한 삶을 보여주기 때문에 학습자는 문학을 통해 여러 가지 세계를 간접적으로 체험할 수 있다. 특히 인간은 서사장르와 밀접한 연관이 있다. 태어나면서부터 우리는 이야기로 된 담화나 동화책을 즐겨 접하고, 성장하는 과정에서는 소설, 영화 등의 이야기에 희노애락을 느낀다. 인간의 탄생부터 죽음까지에도 이야기가 관여할 수 밖에 없기 때문에, 인간은 서사적 존재라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 학습자가 가진 장소감을 활용하고 형성할 수 있는 서사 감상 지도 방안을 마련하고자 하였다. 이를 위해 Ⅱ장에서는 먼저 장소감의 개념을 살피고 서사 교육에서 장소감의 위치와 의미를 탐구하였다. 장소감은 주로 지리학에서 사용되는 용어이기 때문에 지리학자들이 정의한 장소감의 개념을 알아보았다. 그리고 서사에서 장소감이 갖는 위치를 탐구하고, 서사교육에서 장소감의 의미와 위상을 이론적으로 고찰하였다. 다음으로 서사를 수용할 때에 장소감이 어떤 역할을 하는지 살펴보았다. 본고에서는 반응중심 문학교육의 토대를 이룬 로젠블랫의 이론을 바탕으로, 서사 수용에서 장소감의 기능을 ‘서사 수용의 바탕’, ‘서사와 독자의 소통’, ‘독자 경험의 확장’으로 정리하였다. 이어서 독자가 상호작용하며 장소감을 형성하는 요소를 세 가지로 정리하였다. 본 연구에서는 학습자가 상호작용하는 요소를 각각 ‘환경’, ‘개인’, ‘사회’로 설정하였다. Ⅲ장에서는 장소감을 활용한 서사 감상 지도 방안을 마련하였다. 이 교육 방법은 어느 학교급이나 학년의 학습자에게도 적용될 수 있도록 구안되었다. 이 수업의 단계는 ‘장소감의 인식과 탐구’, ‘서사의 능동적 탐구’, ‘서사 작품에 대한 감상 형성’ 의 3단계로 이루어진다. 먼저 학습자는 서사의 장소감을 인식하고, 스스로의 장소감을 깨닫는다. 이를 바탕으로 학습자는 서사를 능동적으로 탐구할 수 있는 힘을 기를 수 있는데, 연구자는 서사의 장소감을 구체화하고 학습자의 장소감을 구체화할 수 있는 의미있는 활동을 제시하였다. 마지막으로 서사를 실감나게 상상하고 학습자의 내면을 탐색하여 의미있는 감상 수업이 될 수 있는 지도 방안을 마련하였다. Ⅳ장에서는 지도 대상, 학습지, 교사의 발문 등을 구체적으로 반영하여 지도 방안을 마련하고 초등학교 학습자에게 실제로 적용하였다. 학습자의 활동 결과물, 면담 기록, 참관 일지 등을 참고하여 장소감을 활용한 서사 감상의 효과를 분석하였다. 학습자는 장소감을 통해 서사 수용을 쉽게 할 수 있는 바탕을 마련하였으며, 서사의 장소감과 자신의 장소감이 변증법적으로 확대될 수 있는 기회를 가지게 되었고, 스스로의 경험을 확장시킬 수 있었다. 본 연구는 문학 교육에서 장소감에 대한 논의가 많지 않은 상황에서 서사 감상 지도 방안을 마련하였다는 점에서 의미가 있다. 본 연구에서 제시한 수업 단계와 실제 초등학생이 수행 가능한 활동들이 학습자의 긍정적인 문학 감상 태도 형성에 기여할 것으로 기대한다.

특수교육지원센터 전담인력의 근무 경험에 관한 질적연구

이민지 단국대학교 교육대학원 2023 국내석사

교육활동 지원, 행정지원 등 지역 특수교육의 지원 역할을 담당하고 있는 특수교육지원센터는 그 역할의 지속적인 확대에 따라 전담인력의 수도 해마다 증가하고 있다. 그럼에도 과중한 업무의 양과 낯선 업무 형태는 특수교육지원센터의 근무에 대한 부담감으로 작용한다. 이에 본 연구는 질적 연구를 통해 경기도 내 특수교육지원센터에서 근무하고 있는 전담인력을 대상으로 근무 경험을 심층적으로 탐색하고자 하였다. 질적연구 분석을 통해 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 특수교육지원센터는 경력 교사의 근무에 대한 비선호와 이탈 현상이 발생한다. 특수교육지원센터가 현장 중심 지원을 하는 지역 핵심 기관으로 역할을 하기 위해서는 경력 교사의 배치가 필요함에도 대부분의 특수교사는 특수교육지원센터로의 배치를 원하지 않았다. 그 이유는 교사의 행정업무에 대한 거부감이나 유인책의 부족 등이 있다. 원하지 않는 발령이나 신규 발령 등으로 교사는 행정업무에 대한 이해가 부족하고 수행하고자 하는 의지가 없으므로 특수교육지원센터를 운영하는 데 어려움이 나타났다. 또한 교육활동, 치료지원 등 교사와 치료사 본연의 업무와 예산, 정책 사업 운영 등 행정업무를 동시에 수행하며 역할 정체성의 혼란을 야기하고 현장의 요구와 지원 영역에 대한 괴리감을 경험하기도 하였다. 둘째, 특수교육지원센터 전담인력은 관계와 업무 속에서 어려움을 경험하였다. 성과급이나 업무의 이해, 팀장 교사의 업무에 대한 이해나 유연성 부족은 구성원 간의 다양한 갈등 경험이 특수교육지원센터의 근무를 어렵게 하였다. 전담인력의 특수교육지원센터 기능에 대한 이해의 부족은 현장과의 갈등을 일으키는 요인이 되기도 했다. 더불어 기존 근무자와 새롭게 유입된 근무자 간의 관계 형성에서 기존 구성원 간의 견고함에 새로 유입되는 구성원은 어려움을 경험하기도 하였다. 최근 교사 배치의 증가로 교사와 교육공무직, 팀장과 팀원, 정규교사와 기간제 교사 등 서로 직군에 대한 구분이 커지고 그로 인해 센터 내에서 소속감이나 공동체 형성에 어려움이 있는 것으로 나타났다. 특히 교육공무직의 경우 교사와 비교하면 턱없이 부족한 연수의 기회와 처우에 따라 상대적 위축감을 보이고 있고, 구성원의 증가에 따른 업무의 세분화와 분업화는 개인주의적 분위기를 형성하여 소통의 벽이 형성되는 경험으로 나타나기도 하였다. 따라서 특수교육지원센터가 협력적이고 안정화된 지원 서비스 제공 체계를 구축하기 위해서는 무엇보다 특수교육지원센터의 역할 및 지원체계를 명확하게 해야 한다. 다양한 분야의 전문가가 협업할 수 있는 토대를 마련하여 누구라도 근무하고 싶은 환경을 통해 유수의 인력을 유치하기 위한 제도적 기반이 마련되어야 할 것이다. 또한 전담인력 간의 협력과 소통으로 함께 성장하기 위한 기반을 마련해야 한다. 소통의 시간을 충분히 확보하여 유연한 근무 분위기를 형성하고 개개인의 인격 존중을 통한 공감과 이해를 바탕으로 민주적 근무 환경으로의 개선이 필요하다.

질병 진단 및 화학적 유해물질의 현장 검출을 위한 특이적 리셉터 및 고감도 바이오센서 개발

이민지 인하대학교 대학원 2022 국내석사

본 연구는 파지디스플레이 기법을 이용한 타겟 특이적인 리셉터를 발굴하고, 국소표면플라즈몬공명 (LSPR), 측방유동면역분석법 (LFIA)를 이용하여 질병 및 화학적 위해인자를 현장 검출할 수 있는 바이오센서 플랫폼을 제시한다. 바이오센서는 바이오리셉터 (bioreceptor)와 분석물질 (analyte) 간의 상호작용에 의해 생성되는 물리·화학적 신호를 측정하여 정성·정량 분석할 수 있는 장치나 소자를 의미한다. 최근 바이오센서 기술의 발전으로 복잡한 장비와 절차 없이 빠르고 간편하게 목적 물질을 검출할 수 있어 질병 진단, 식품, 환경 모니터링 등 광범위한 분야에서 현장 진단 센서로 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오센서를 구성하는 두 가지의 기본 요소인 바이오리셉터와 신호변환기 (transducer)를 이용하여 바이오센서를 제작하는 과정으로 이루어져 있다. 먼저, 제 1장에서는 항체 제작 기술로 각광받고 있는 파지디스플레이를 이용하여 PD-L1에 특이적으로 결합하는 펩타이드를 발굴하는 연구를 소개하였다. 12개의 무작위한 서열을 가지는 M13 파지 라이브러리를 이용하여 PD-L1에 대해 바이오패닝을 수행하였으며, 바이오패닝 후 분리한 파지 클론에 대해 유전자 및 효소면역법 (ELISA)을 이용하여 PD-L1에 특이적인 펩타이드를 발굴하였다. 본 연구를 통해 발굴한 PD-L1 특이 펩타이드는 후속 연구를 통해 암의 예후를 진단하는 바이오센서의 리셉터로 활용될 수 있을 뿐만 아니라, PD-1/PD-L1 기작을 억제하여 면역 반응을 회복시키는 항 PD-L1 펩타이드로 활용할 수 있다. 제 2장에서는 LSPR과 LFIA 기반의 바이오센서를 제작하여 동물용의약품 중 하나인 락토파민을 검출하는 연구를 소개하였다. 구체적으로, LSPR 센서는 유리 기판에 15 nm의 금 나노입자를 링커 (linker)로써 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)를 이용하여 균일하게 증착시켰으며, 그 위에 락토파민 항체를 결합시킴으로써 락토파민 검출 LSPR 센서를 제작하였다. 또한, LFIA 스트립은 경쟁적 반응 (competitive assay)을 기반으로 하여 제작되었다. 제작한 두 종류 센서의 성능과 현장 적용 가능성을 확인하기 위해 실제 식품 시료에 락토파민을 첨가(spiking)하여 검출하는 연구를 수행하였으며, 결과적으로, LSPR 센서는 0.3 fg/mL, LFIA 스트립은 2.27 ng/mL까지 락토파민을 선택적으로 검출할 수 있었다. 또한, LSPR 센서는 약 30분 이내, LFIA는 10 분 이내로 검출이 가능하기 때문에 상기 결과들을 기반으로 1차적인 식품 안전 모니터링 방법으로, 혹은 더 나아가 질병의 조기 진단을 위한 센서 제작으로 응용될 수 있다. In this study, we present to discover target-specific receptors using phage display techniques and develop biosensor platforms based on local surface plasmon resonance (LSPR) and lateral flow immunoassay (LFIA) that can be used for on-site detection of disease and chemical hazard. A biosensor is a device that can detect physical and chemical signals qualitatively and quantitatively, generated by the interaction between the analytes (DNA, RNA, virus, chemical, cells, etc.) and target-specific bioreceptors (antibody, aptamer, enzyme, etc.). Recently, With the increasing development of the nano-biosensor techniques, biosensor has been broadly applied in the point-of-care detection to diseases, agriculture, food, and environmental monitoring because of its advantages such as simple, rapid, user-friendly, miniaturization, and low-cost. Therefore, in this study, we have dealt with research methods for development of biosensors using two basic elements that consist of biosensor, a bioreceptor and transducers. The first study is a phage display technique to discover peptides specifically bind to programmed cell death ligand 1 (PD-L1) which is a biomarker of tumor cell. The PD-L1 is directly immobilized to streptavidin-coated microwell plate and conducted biopanning process using an M13 phage library that is displayed random 12-mer amino acid sequences at the N-terminus of pⅢ coat protein of M13 phage. And a PD-L1 specific peptide was selected by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). This peptide can not only be used as bioreceptor for detection of cancer cell, but also as anti-PD-L1 receptor, which blocks PD-L1 to restore immune response. Secondly, we have developed LSPR and LFIA biosensor for on-site detection of ractopamine, one of the veterinary drugs, in food samples. Specifically, gold nanoparticles (AuNPs) were uniformly deposited on a transparent substrate via a 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) as linker to obtain a LSPR chip and the anti-ractopamine antibody as a receptor was functionalized on the surface of gold nanoparticles. In addition, the LFIA strip was developed based on a competitive assay. To evaluate the fabricated LSPR and LFIA sensor, sensitivity and quantitative analysis experiments were conducted on. Under optimized rection condition, the developed sensors were able to detect as little as 0.3 fg/mL (LSPR) and 2.27 ng/mL (LFIA) of ractopamine spiked pork samples selectively. In addition, these sensors can be detected rapidly within about 30 minutes using LSPR sensor and within 10 minutes using the LFIA sensor. As a result, the sophisticated biosensor techniques including screening of bioreceptor and choosing proper transducer such as LSPR and LFIA to analyte are essential to the development of on-site detection sensor.

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