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이광자 리소좀/미토콘드리아 표지자와 저산소증 표지자의 합성 및 물성연구

Developments of Two-photon Lysosome/Mitochondria Probes & Hypoxia Probes for Bio-imaging

초록/요약

세포 내에는 많은 소기관들이 존재하고, 이들은 서로 상호작용을 통해 여러 생명현상을 나타낸다. 이들의 생명현상을 image로 확인하기 위하여 세포내 소기관을 선택적으로 감응하는 형광 표지자를 합성하였다. 상용화 되어 있는 형광 표지자는 대부분 일광자 형광(one-photon fluorescence)에 적합한 표지자이다. 일광자 형광은 생체 내에서의 image에 많은 어려움을 나타낸다. 짧은 파장의 빛을 이용하기 때문에 조직에 damage를 줄 수 있고 조직의 깊은곳까지 관찰하기에 어려움이 있다. 그리고 photobleaching 현상을 유발하여 실시간으로 관찰하기가 어렵다. 이와 같은 단점을 보완하기 위하여 이광자 현미경(two-photon microscopy)이 많이 사용되고 있다. 이광자 형광(two-photon fluorescence)을 이용하면, 일광자 형광에 비하여 긴 파장의 빛을 이용하기 때문에 조직에 damage를 적게 주고 조직의 깊은곳까지 관찰이 가능하다. 그리고 photobleaching 현상이 적어 실시간 영상이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 이광자 형광에 적합한 표지자의 개발은 아직 미흡한 실정이다. 우선 리소좀과 미토콘드리아에 선택적으로 감응하는 이광자 형광 표지자를 합성하였다. 리소좀과 미토콘드리아는 autophagy라는 생명현상에 관여한다고 알려져 있다. 서로 다른 파장에서 형광이 나타나도록 합성하였고, 두 물질의 광물리적 특성을 측정하였다. 그리고 실제 세포와 조직에 염색하여 이광자 형광 image를 얻었다. 이를 통해 autophagy 현상을 확인할 수 있었다. 그리고 저산소증에 감응하는 이광자 형광 표지자를 고안하였다. 저산소증을 감응하면 분자의 구조가 바뀌게 되어 표지자의 최대 형광 파장이 변하게 되는 원리로 고안을 하였다. 뿐만 아니라 미토콘드리아에서 저산소증을 선택적으로 감응하는 이광자 형광 표지자도 함께 고안하였고, 이 두 물질의 합성까지 진행을 하였다. 저산소증에 감응하는 표지자는 앞으로 질병의 치료 및 조기진단 등의 연구에 많은 도움이 될 것이라고 생각한다.

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목차

차 례
감사의 글 ⅰ
논문요약 ⅲ
본문차례 ⅴ
그림차례 ⅶ
표차례 ⅷ

Ⅰ. 서론 1
1. 이광자 형광 표지자의 소개 1
2. 세포내 소기관 : 리소좀과 미토콘드리아 4
3. 생체 내 저산소증 7

Ⅱ. 본론 8
1. BL1 및 CM1의 합성 8
(1) 형광체의 합성 8
(2) BL1의 합성 17
(3) CM1의 합성 18
2. BL1 및 CM1의 광물리적 성질 조사 20
(1) 용해도 측정 (Water solubility) 20
(2) Buffer와 cell에서 fluorescence spectra 및 이광자 형광효율 (δΦ/GM) 비교 22
(3) 용매에 따른 Quantum Yield 측정 25
(4) pH dependency 27
3. BL1과 CM1을 이용한 Two-photon Microscopy Bioimaging 28
(1) LysoTracker Red, MitoTracker 및 BL1, CM1의 TPM images 28
(2) BL1, CM1을 이용한 세포 내 autophagy 작용의 확인30
(3) BL1, CM1을 이용한 조직(tissue) imaging 32
4. 저산소증을 감지하는 이광자 형광 표지자 33
(1) 저산소증을 감지하는 이광자 형광 표지자의 mechanism 33
(2) 저산소증을 감지하는 이광자 형광 표지자의 합성 34
(3) 미토콘드리아에서의 저산소증을 감지하는 이광자 형광 표지자의 합성 36

Ⅲ. 결론 39

Ⅳ. 참고문헌 40

Spectrum 41

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