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SKIN SECRETED PROTEIN PROFILING USING ANTIBODY COUPLED ENCODED MICRODISK ARRAY PATCH : 항체가 부착된 코드화된 미세원반 어레이 패치를 이용한 피부 분비 단백질 프로파일링

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dc.contributor.advisor권성훈-
dc.contributor.author오동윤-
dc.date.accessioned2018-11-12T01:00:05Z-
dc.date.available2018-11-12T01:00:05Z-
dc.date.issued2018-08-
dc.identifier.other000000152651-
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10371/143267-
dc.description학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 공과대학 협동과정 바이오엔지니어링전공, 2018. 8. 권성훈.-
dc.description.abstract본 학위 논문에서는 피부 표면에 존재하는 여러 단백질을 동시에 분석할 수 있는 작은 크기의 패치를 제안하였다. 이 패치는 단백질의 다중분석이 가능한 microdisk의 자기조립을 통해 만들어진다. Microdisk는 지름 100 μm, 높이 15 μm의 원통형으로, 표면에서는 단백질을 붙잡을 수 있는 항체가 부착되어 있으며 원과 막대 형태로 새겨진 코드는 서로 다른 microdisk를 구분가능하게 해주어 단백질의 다중 분석이 가능해진다. 본 논문에서 제시된microdisk array patch는 microdisk를 1 x 1 cm 크기의 microwell array에 자기조립한 후 원형 접착 테이프에 전사하여 만들어진다. 이때 만들어진 패치는 1.6 cm 지름의 원형 테이프 안에 약 500 개의 microdisk가 양각 어레이 형태로 배치되어 있는 형태이며 이러한 작은 크기로 인해 수 센치미터 간격의 적용이 가능해진다.

실제 적용으로는 본 패치를 신체의 여러 부위(팔 안쪽, 이마, 겨드랑이) 또는 서로 다른 세 명의 사람(팔 안쪽)에 붙여 피부 상에서도 7 종류의 단백질(IL-1α, IL-1RA, IL-17A, IFN-γ, TNF-α, IL-6, IL-1β)을 동시에 측정할 수 있음과 패치의 측정가능 영역이 피부 위에 실제로 존재하는 단백질의 발현 수준과 부합함을 확인하였다. 또한 패치를 신체 8 군데에 동시에 붙여 피부 위에 존재하는 psoriasin 단백질의 양을 측정하는 실험을 진행하였다. 뿐만 아니라 피부에 테이프를 붙였다 떼어냄으로써 피부에 일시적인 염증을 유발한 후 그로 인한 사이토카인 발현량의 변화를 제안된 패치가 감지할 수 있음을 확인하였다. 사이토카인 발현량의 변화는 테이프를 이용한 자극의 횟수에 따라 변화함을 보였다.

본 논문은 여러 종류의 단백질을 피부에서 정량화하는 손쉬운 패치에 대한 연구를 담고 있으며, 이 패치는 시술자와 피-시술자에 불편함을 야기하지 않는다는 점, 여러 단백질을 동시에 측정할 수 있다는 점에서 피부 유래 단백질의 프로파일 정보의 축적을 촉진하는데 기여할 것으로 기대된다.
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dc.description.tableofcontentsChapter 1 Introduction 1

1.1 Structure and function of human skin 2

1.2 Skin assessment technologies 3

1.2.1 Skin assessment based on physical properties 4

1.2.2 Skin assessment based on biochemical properties 5

1.3 Skin protein profiling methods and target proteins 8

1.4 Thesis object: Contact measurement of skin protein using microdisk array patch 10

Chapter 2 Encoded microdisk for multiplexed immunoassay 14

2.1 Preparation of encoded microdisk 15

2.1.1 Materials 15

2.1.2 Fabrication of encoded microdisk 15

2.1.3 Capture antibody coupling 19

2.2 Immunoassay with encoded microdisk 23

2.2.1 Immunoassay protocol 23

2.2.2 Data acquisition and processing 24

2.2.3 Acquisition of standard curve 31

2.3 Effect of the number of microdisks on Immunoassay 33

2.3.1 Assay reliability and the number of microdisks 33

2.3.2 Effect on representative value 36

2.3.3 Effect on antigen-binding kinetics 38

2.4 Validation with human cytokine mixture 42

Chapter 3 Multiplexed protein detection by surface contact 47

3.1 Advantage of protein capture by skin surface contact 48

3.2 Antibody array fabrication technologies 51

3.3 Self-assembly of encoded microdisk 54

3.3.1 Self-assembly with alginate 54

3.3.2 Convective self-assembly and array transfer 59

3.3.3 Multiplexity of microdisk array patch 63

3.4 Validation of protein capture ability by surface contact 65

3.4.1 Agar gel with antigen 65

3.4.2 Direct skin contact method 67

Chapter 4 Application of microdisk array patch to human skin 72

4.1 Skin secreted protein quantification 73

4.1.1 Target protein capture from skin surface 73

4.1.2 Regional differences in cytokine profile 75

4.1.3 Personal cytokine profiling and its baseline 80

4.2 Response of human skin in barrier disruption 85

4.2.1 Detecting of change in the cytokine profile 85

4.2.2 Detection in a high spatial resolution 87

Chapter 5 Conclusion 92

5.1 Thesis summary 92

5.2 Future work 95

Bibliography 98

Abstract in Korean 108
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dc.language.isoen-
dc.publisher서울대학교 대학원-
dc.subject.ddc660.6-
dc.titleSKIN SECRETED PROTEIN PROFILING USING ANTIBODY COUPLED ENCODED MICRODISK ARRAY PATCH-
dc.title.alternative항체가 부착된 코드화된 미세원반 어레이 패치를 이용한 피부 분비 단백질 프로파일링-
dc.typeThesis-
dc.contributor.AlternativeAuthorDong Yoon Oh-
dc.description.degreeDoctor-
dc.contributor.affiliation공과대학 협동과정 바이오엔지니어링전공-
dc.date.awarded2018-08-
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