Reusable Floating-Electrode Sensor for the Quantitative Electrophysiological Monitoring of a Nonadherent Cell

살아있는 세포의 생명활동에 의해서 발생하는 다양한 신호들은, 세포의 상태를 알려주는 중요한 정보를 제공한다. 이러한 이유 때문에 많은 의학연구 및 신약 개발 과정에서 보다 쉽고 간편하게 세포 신호를 측정하는 방법에 대한 연구가 꾸준히 진행되어왔다. 본 연구에서는, 플로팅 전극과 탄소나노튜브로 나노스케일의 센서를 제작하여, 암세포 등 살아있는 세포가 약물에 대해서 보여주는 전기생리학적 반응을 정량적으로 모니터링하는 방법을 개발하였다.
기존의 나노소자 기반의 세포 신호측정 시스템의 경우, 측정 소자 위에 세포를 직접 배양시킨 후 사용하기 때문에, 한번 사용된 소자의 재사용이 불가능하였다. 그런데, 많은 경우 제작되는 각각의 소자 특성이 완벽하게 동일하지 않아, 측정된 서로 다른 세포 신호의 정량적인 비교 분석이 어려웠다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 연구에서는, 세포를 직접 소자 위에서 기르지 않고, 마이크로캐필러리를 사용하여 세포를 소자 측정부에 위치시켜서 측정하는 방법을 개발하였다. 이 경우, 측정된 세포를 제거한 뒤 동일한 소자에서 다른 세포를 위치시켜 반복적인 신호측정이 가능하다. 본 연구에서는, 이 기술을 이용하여 정상세포와 폐암을 유발하는 것으로 알려져있는 세포(small-cell lung cancer (SCLC) 세포)에 약물을 가하여, 그 반응을 전기적으로 측정하여 비교하였다. 또한, 더 나아가 각 약물에 대해서 세포가 반응하는 정도를 정량적으로 비교분석하는 것이 가능했다. 특히 본 실험에 사용된 SCLC 세포는 기판에 부착되지 않는 세포(Nonadherent Cell)이어서, 소자에 직접 세포를 성장시켜야 하는 기존 소자로는 측정이 불가능하였다. 이러한 면에서, 전기생리학 분야에도 매우 중요한 결과라고 할 수 있으며, 장차 신약개발이나 임상테스트 등 다양한 바이오메디컬 분야에 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

Reusable Floating-Electrode Sensor for the Quantitative Electrophysiological Monitoring of a Nonadherent Cell
Authors: Van-Thao Ta, Juhun Park, Eun Jin Park, and Seunghun Hong

Journal: ACS Nano
DOI:10.1021/nn4053155
Publication Date: 2014. 02. 03
Link: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn4053155