KR101239066B1 - Observarion Method of Cell or Tissue Sample by Detecting of Nanoparticles Using Confocal Microscope and System Thereof - Google Patents
Observarion Method of Cell or Tissue Sample by Detecting of Nanoparticles Using Confocal Microscope and System Thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR101239066B1 KR101239066B1 KR1020060063315A KR20060063315A KR101239066B1 KR 101239066 B1 KR101239066 B1 KR 101239066B1 KR 1020060063315 A KR1020060063315 A KR 1020060063315A KR 20060063315 A KR20060063315 A KR 20060063315A KR 101239066 B1 KR101239066 B1 KR 101239066B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnetic nanoparticles
- magnetic
- magnetic field
- cell
- nanoparticles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
- G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
- G01N21/6458—Fluorescence microscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6486—Measuring fluorescence of biological material, e.g. DNA, RNA, cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
Abstract
본 발명은 세포 또는 조직 샘플(10)에 자기나노입자(20)를 주입하고; 상기 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합되는 상기 세포 또는 조직 샘플 주위에 외부 자기장 발생기(30)를 이용하여 자기장을 가하고; 상기 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위(displacement)로 야기되는 세포 또는 조직 샘플의 광학적 변화(산란, 흡수, 자기형광 또는 형광)를 공초점 현미경(40)으로 계측하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기나노입자가 포획 또는 결합된 세포나 조직 샘플을 선택적으로 관찰하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 또한 동물 생체의 혈관계 또는 림프계(11)에 자기나노입자(20)를 주입하고; 상기 자기나노입자가 상기 동물 생체의 혈관계 또는 림프계 내의 세포에 선택적으로 포획 또는 결합되지 않고 순환하는 동안 자기장 발생기(30)를 이용하여 자기장을 가하여, 자기나노입자가 포함된 동물 생체의 혈관계 또는 림프계를 관찰하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. The present invention Injecting the magnetic nanoparticles 20 into the cell or tissue sample 10; Applying a magnetic field using an external magnetic field generator (30) around the cell or tissue sample to which the magnetic nanoparticles are selectively captured or bound; Measuring optical changes (scattering, absorption, autofluorescence or fluorescence) of a cell or tissue sample caused by displacement of magnetic nanoparticles activated by the magnetic field with a confocal microscope 40 A method and system for selectively observing a sample of cells or tissues characterized by magnetic nanoparticles being captured or bound . The present invention also injects the magnetic nanoparticles 20 into the vascular or lymphatic system 11 of the animal living body; While the magnetic nanoparticles circulate without being selectively captured or bound to the cells in the vascular or lymphatic system of the animal body, the magnetic field is applied using the magnetic field generator 30, thereby providing the vascular or lymphatic system of the animal body including the magnetic nanoparticles. It relates to the method of observation and the system .
공초점 현미경, 자기나노입자, MRI, 쿠퍼 세포, 대식세포, 망막내피세포계 Confocal Microscopy, Magnetic Nanoparticles, MRI, Cooper Cells, Macrophages, Retinal Endothelial Cells
Description
제1도(a)는 본 발명의 관찰 방법 및 그 시스템을 나타낸 개략도이다. Fig. 1 (a) is a schematic diagram showing the observation method and system thereof of the present invention.
제1도(b)는 본 발명의 관찰 방법 및 그 시스템을 나타낸 다른 개략도이다. 1 (b) is another schematic diagram showing the observation method and system thereof of the present invention.
제2도는 본 발명의 관찰 방법 및 그 시스템이 적용되는 분야를 개략적으로 나타낸 것이다. 2 schematically illustrates the field of application of the observation method and system of the present invention.
제3도(a)는 본 발명에 따른 자기장 발생기의 한 구체 예를 보여주는 것이다.3 (a) shows an embodiment of the magnetic field generator according to the present invention.
제3도(b)는 본 발명에 따른 자기장 발생기에서 자기장이 발생하는 모습을 보여주는 종단면도이다.Figure 3 (b) is a longitudinal cross-sectional view showing the appearance of a magnetic field in the magnetic field generator according to the present invention.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *Brief description of the main symbols in the drawing
10: 세포 또는 조직 샘플 11: 인간을 제외한 동물 생체의 혈관 또는 림프계10: Cell or tissue sample 11: Vascular or lymphatic system of animal body except human
20: 자기나노입자 30: 자기장 발생기20: magnetic nanoparticle 30: magnetic field generator
40: 공초점 현미경40: confocal microscope
발명의 분야Field of invention
본 발명은 공초점 현미경을 이용하여 자기나노입자를 탐지하고 세포 또는 조직 샘플을 관찰하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 세포 또는 조직 샘플에 자기나노입자를 주입하고 자기장 발생기를 이용하여 자기장을 가한 후, 자기장에 의해 활성화된 자기나노입자의 변위(displacement)로 야기되는 광학적 변화(산란, 흡수, 형광 현상 등을 포함)를 공초점 현미경으로 계측하여, 세포나 조직 샘플를 선택적으로 관찰하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to methods and systems for detecting magnetic nanoparticles and observing cell or tissue samples using confocal microscopy. More specifically, the present invention provides an optical change (scattering, absorption) caused by displacement of magnetic nanoparticles activated by a magnetic field after injecting magnetic nanoparticles into a cell or tissue sample and applying a magnetic field using a magnetic field generator. And a fluorescent or the like), and a method and system for selectively observing a cell or tissue sample by measuring with a confocal microscope.
발명의 배경BACKGROUND OF THE INVENTION
세포 또는 조직을 정밀하게 진단하는 대표적인 생체 영상장비는 자기공명영상법(MRI)이다. MRI는 다음과 같은 원리로 작동된다. 생체 외부에서 강한 자장을 생체에 가하면, 생체를 구성하는 분자와 원자에 존재하고 있는 전자들이 자기장에 의해 일정한 방향으로 정렬하게 된다. 그리고 전자들에게 가해지던 자기장이 없어지면 전자들은 원래의 고유 위치로 돌아가는데, 고유 위치로 돌아가는 데 소요되는 시간을 '회귀속도(relaxation time)'라고 한다. 이 회귀속도는 원자 또는 분자의 고유한 물성치이다. A representative bioimaging device for precisely diagnosing cells or tissues is magnetic resonance imaging (MRI). MRI works on the following principle: When a strong magnetic field is applied to the living body outside the living body, the molecules constituting the living body and the electrons present in the atoms are aligned in a certain direction by the magnetic field. When the magnetic field applied to the electrons disappears, the electrons return to their original intrinsic position, and the time taken to return to the intrinsic position is called the 'relaxation time'. This regression rate is an intrinsic property of an atom or molecule.
MRI는 생체의 각 부위의 회귀속도를 계측하고 이를 이용하여 3차원 영상을 만들어 낸다. 즉, 특정한 병증이 있는 부위의 회귀속도는 정상적인 부위의 회귀속도와 차이를 나타내므로 이를 정량화한 영상을 통해 병증의 부위와 정도를 가늠하게 하는 장비이다. MRI measures the regression velocity of each part of the living body and uses it to produce 3D images. That is, since the regression speed of the specific diseased area is different from the regression speed of the normal area, it is a device to estimate the area and extent of the disease through the quantified image.
이러한 작용 원리에서 알 수 있듯이, MRI로 질병을 파악하기 위해서는 특정 질병으로 야기된 조직의 변화가 회귀속도의 차이를 유발할 때만이 가능하다. 따라서 주변의 정상부위와 비슷한 회귀속도를 가지는 질병은 MRI로 구별해 낼 수 없는 문제점이 있다.As can be seen from this principle of operation, the identification of disease by MRI is possible only when the change of tissue caused by a specific disease causes a difference in regression rate. Therefore, a disease with a regression rate similar to that of the surrounding normal region has a problem that cannot be distinguished by MRI.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 자기나노입자를 조영제(Contrast Agent)로 이용, MR 영상의 대비를 극대화하여 질병을 파악하고 있다. 상기 자기나노입자는 자성이 강한 산화철(Iron oxide)이 중심에 있고 그 주변을 코팅제가 감싸고 있는 산화철계 물질을 주로 이용하며, 수 나노미터에서 수백 나노미터의 크기를 가지는 입자이다. In order to solve the above problems, magnetic nanoparticles are used as contrast agents to maximize the contrast of MR images to identify diseases. The magnetic nanoparticles mainly use iron oxide-based materials having a strong magnetic iron (Iron oxide) in the center and a coating agent wrapped around them, and have a size of several nanometers to several hundred nanometers.
체내에 자기나노입자를 투입한 뒤 MRI 촬영을 하면, 자기나노입자들을 포획한 세포들이 존재하는 영역의 자기특성(즉, 회귀속도)이 자기나노입자들로 인해 주변과 비교하여 상당한 차이를 나타내기 때문에 자기나노입자들을 포획한 세포들이 존재하는 영역을 구별해 낼 수 있다. 이러한 기술을 이용하여 기존의 MRI로 불가능했던 특정 질병의 진단이 어느 정도 가능하게 되었다.MRI imaging after magnetic nanoparticles were introduced into the body showed that the magnetic properties (ie regression rate) in the region where the cells trapped magnetic nanoparticles were present showed a significant difference compared to the surroundings due to magnetic nanoparticles. Thus, it is possible to distinguish the areas where cells that have captured magnetic nanoparticles exist. This technology has made it possible to diagnose certain diseases that were not possible with conventional MRI.
그러나 상기 조영제를 이용한 MRI 방법은 공간 분해능(resolution)이 수백 마이크로미터이기 때문에 수백 나노미터의 공간 분해능을 가지는 세포나 조직을 관 찰하기 어려운 문제점이 있다. However, the MRI method using the contrast agent has a problem that it is difficult to observe a cell or tissue having a spatial resolution of several hundred nanometers because the spatial resolution is several hundred micrometers.
공초점 현미경(Confocal Microscope)은 태양광 또는 할로겐 램프를 광원으로 이용하는 일반적인 광학 현미경과 달리 레이저를 광원으로 사용하는 현미경이다. 1 ㎛ 정도의 크기로 조정된 레이저 빔(laser beam)을 3차원으로 스캐닝(scanning)하면서 각 지점에서 반사되는 빛이나 형광 빛을 감지도가 뛰어난 광센서를 이용하여 계측한다. 계측된 아날로그 정보는 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 3차원 영상으로 만들어진다.Confocal Microscope is a microscope that uses a laser as a light source, unlike a general optical microscope that uses sunlight or a halogen lamp as a light source. While scanning a laser beam adjusted to a size of about 1 μm in three dimensions, light or fluorescent light reflected at each point is measured using an optical sensor having excellent sensitivity. The measured analog information is made into 3D image using computer software.
더욱이 최근에는 형광물질의 종류도 다양하게 개발되고 있고 이를 이용하여 동시에 여러 가지 물질이나 구조물의 상호 작용을 연구하는 새로운 기술도 속속 개발되어 공초점 현미경의 활용 범위는 더욱 넓어지고 있다. 현재 Zeiss, Olympus, Nikon과 같은 주요 현미경 제조업체에서 상용화된 공초점 현미경을 제조하여 판매하고 있다.In addition, recently, various kinds of fluorescent materials have been developed, and new technologies for studying the interaction of various materials and structures at the same time have been developed one after another, and the scope of application of confocal microscopes has been expanded. Today, major microscope manufacturers such as Zeiss, Olympus, and Nikon manufacture and sell commercially available confocal microscopes.
그러나 빛의 산란, 흡수, 또는 형광량의 변화가 적은 세포 또는 조직 영역의 경우, 명암 대비(contrast)가 크지 않아서 상기 공초점 현미경으로 관찰하기 어려운 문제점이 있다. However, in the case of a cell or tissue region where light scattering, absorption, or change in fluorescence is small, there is a problem that it is difficult to observe with the confocal microscope because the contrast is not large.
이에 본 발명자는 상기 MRI에 의한 관찰 방법 및 공초점 현미경을 이용한 방법의 문제점을 해결하기 위한 시스템을 연구하였다. 그리하여 수백 나노미터에서 수백 마이크로미터의 공간 분해능을 가지면서 동시에 빛의 명암 대비를 높여서, 그 동안 쉽게 관찰할 수 없었던 세포 또는 조직을 관찰하는 시스템을 개발하기에 이른 것이다.The present inventors studied a system for solving the problems of the observation method by the MRI and the method using a confocal microscope. This led to the development of a system for observing cells or tissues that could not be easily observed in the past, with spatial resolution of hundreds of nanometers to hundreds of micrometers while increasing the contrast of light.
본 발명은 공초점 현미경을 이용하여 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합된 세포나 조직 샘플을 그러하지 않은 세포 또는 조직 샘플과 식별할 수 있는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for identifying a cell or tissue sample to which magnetic nanoparticles are selectively captured or bound using a confocal microscope from a cell or tissue sample that is not.
여기서 "선택적으로 포획 또는 결합"이란, "다른 세포 또는 조직 샘플에 비해 상대적으로 많은 양의 자기나노입자가 섭취, 포획 또는 결합됨(upragulated)"을 의미한다. By "selectively captured or bound" is meant herein that "a relatively high amount of magnetic nanoparticles are ingested, captured or upragulated" compared to other cell or tissue samples.
본 발명은 또한 기존의 공초점 현미경으로는 관찰이 어려웠던 혈관계 또는 림프계의 구조를 쉽게 관찰할 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention also relates to a method and system for easily observing the structure of the vascular or lymphatic system, which was difficult to observe with conventional confocal microscopy.
본 발명의 목적은 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합된 세포 또는 조직 샘플 주변에 외부 자기장을 가한 후, 자기장이 야기하는 광학적 변화를 공초점 현미경으로 계측하여 자기나노입자가 포획 또는 결합된 세포나 조직 샘플를 선택적으로 관찰하는 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to apply an external magnetic field around a cell or tissue sample in which the magnetic nanoparticles are selectively captured or bound, and then measure the optical change caused by the magnetic field with a confocal microscope to capture or bind the magnetic nanoparticles or To provide a method and system for selectively observing a tissue sample.
본 발명의 다른 목적은 최대 수백 나노미터의 공간 분해능을 가지면서 동시에 명암 대비를 높여 기존의 기술로는 관찰하기 어려웠던 세포 또는 조직 샘플을 관찰하는 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a method and system for observing a cell or tissue sample which has a spatial resolution of up to several hundred nanometers and at the same time increases contrast, which has been difficult to observe with conventional technology.
본 발명의 또 다른 목적은 악성세포 및 암세포를 파악하기 위한 조직검사에 이용되는 관찰 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an observation method and system for use in biopsy for identifying malignant cells and cancer cells.
본 발명의 또 다른 목적은 혈관계 또는 림프계를 쉽게 관찰할 수 있는 관찰 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide an observation method and system for easily observing a vascular or lymphatic system.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.These and other objects of the present invention can be achieved by the present invention which is described in detail below.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명은 세포 또는 조직 샘플(10)에 자기나노입자(20)를 주입하고; 상기 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합되는 상기 세포 또는 조직 샘플 주위에 외부 자기장 발생기(30)를 이용하여 자기장을 가하고; 그리고 상기 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위(displacement)로 야기되는 세포 또는 조직 샘플의 광학적 변화(산란, 흡수, 자기형광 또는 형광)를 공초점 현미경(40)으로 계측하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기나노입자가 포획 또는 결합된 세포나 조직 샘플을 선택적으로 관찰하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. The present invention injects the
상기 관찰하고자 하는 세포 또는 조직 샘플은 i) 골수, 간, 림프관 , 이자 또는 순환계 내의 쿠퍼(Kupffer) 세포, ii) 골수, 간, 림프관 ,이자 또는 순환계 내의 대식세포(Mophage), iii) 혈관계 또는 림프계를 순환중인 세포 중 상기 자기나노입자를 선택적으로 포획하는 세포, iv) 동맥 내의 죽상경화판(Atherosclerotic plaque), v) 염증부위(Inflamation sites), vi) 상기 자기나노입자를 선택적으로 포획하는 암세포, vii) 상기 자기나노입자를 선택적으로 포획하는 망막내피세포 계(Reticuloendothelial system: RES), viii)혈관 및 림프관의 내피세포(endothelium cell) 또는 iX) 상기 자기나노입자의 화학적 코팅으로 인해 이와 결합한 세포 또는 조직으로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.The cells or tissue samples to be observed are i) bone marrow, liver, lymphatic vessels, interest or Kupffer cells in the circulatory system, ii) macrophages in the bone marrow, liver, lymphatic vessels, interest or circulatory system, iii) vascular or lymphatic system. Among the cells circulating the cells that selectively capture the magnetic nanoparticles, iv) Atherosclerotic plaque in the arteries, v) Inflamation sites, vi) Cancer cells that selectively capture the magnetic nanoparticles, vii) Reticuloendothelial system (RES), which selectively captures the magnetic nanoparticles, viii) endothelial cells or iXs of blood vessels and lymphatic vessels, or cells bound to them by chemical coating of the magnetic nanoparticles, or It is characterized in that it is selected from the group consisting of tissues.
본 발명은 인간을 제외한 동물 생체의 혈관계 또는 림프계(11)에 자기나노입자(20)를 주입하고; 상기 자기나노입자가 상기 인간을 제외한 동물 생체의 혈관계 또는 림프계 내의 세포에 선택적으로 포획 또는 결합되지 않고 순환하는 동안 자기장 발생기(30)를 이용하여 자기장을 가하고; 상기 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위(displacement)로 야기되는 인간을 제외한 동물 생체의 혈관계 및 림프계 내의 광학적 변화(산란, 흡수, 자기형광, 또는 형광)를 공초점 현미경(40)으로 계측하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기나노입자가 포함된 인간을 제외한 동물 생체의 혈관계 또는 림프계를 관찰하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. The present invention injects the magnetic nanoparticles (20) into the vascular or lymphatic system 11 of the animal living body except human; Applying a magnetic field using a magnetic field generator (30) while the magnetic nanoparticles circulate without being selectively captured or bound to cells in the vascular or lymphatic system of animals other than the human; Confocal microscopy 40 measures optical changes (scattering, absorption, autofluorescence, or fluorescence) in the vascular and lymphatic systems of animals other than humans caused by displacement of magnetic nanoparticles activated by the magnetic field. The present invention relates to a method and system for observing a vascular or lymphatic system of an animal body other than a human, including magnetic nanoparticles, comprising the step.
상기 자기나노입자는 SPIO(Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles) 나노입자, USPIO(Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxide) 나노입자, 또는 MIO(Monocrystalline Iron Oxide)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.The magnetic nanoparticles are selected from the group consisting of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIO) nanoparticles, ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) nanoparticles, or monocrystalline iron oxide (MIO).
첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 하기에서 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Specific contents of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명Detailed Description of the Invention
도1a에 도시된 바와 같이, 공초점 현미경(40)은 단일 파장의 강한 레이져(입사광)를 관찰 대상에 입사한다. 이로 인해 관찰 대상에서 발생하는 형광 및 산란광(back-scatterd light)은 색선별 거울(dichroic mirror)또는 빛 분리기(Beam splitter)를 이용하여 입사광으로부터 분리한 뒤 광검출기(photo-detector)로 계측한다. 계측된 아날로그 시그널은 컴퓨터의 영상처리(image processing)을 거쳐 영상으로 만들어진다. As shown in Fig. 1A, the confocal microscope 40 enters a strong laser (incident light) of a single wavelength into the object to be observed. As a result, fluorescence and scattered light generated in the observation target are separated from incident light by using a dichroic mirror or a beam splitter, and then measured by a photo-detector. The measured analog signal is made into an image through computer image processing.
이때 입사광은 거울과 모터로 구성된 스캐너를 이용하여 3차원으로 관찰 물질 내외를 스캐닝하게 된다. 스캐닝중 관찰 물질의 각 위치에서 발생하는 광정보(형광 및 산란 등)를 계측하여 3차원의 영상을 만든다. 저장된 영상은 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 X, Y, Z 방향으로 합치거나 시간 단위로 재생되도록 함으로써 현미경 관찰 시간 및 공간적인 제약을 없앨 수 있다. At this time, the incident light is scanned inside and outside the observation material in three dimensions by using a scanner composed of a mirror and a motor. During scanning, optical information (fluorescence and scattering, etc.) generated at each position of the observation material is measured to produce a three-dimensional image. Stored images can be combined in the X, Y, and Z directions or played back in units of time using computer software, eliminating microscope observation time and spatial constraints.
기존의 공초점 현미경 시스템으로는 빛의 산란, 흡수 및 형광량의 변화가 작은 세포 또는 조직 영역의 경우 명암 대비(contrast)가 적어서 관찰이 어려웠다. Conventional confocal microscopy systems have been difficult to observe due to the low contrast in cells or tissue regions with small changes in light scattering, absorption and fluorescence.
그러나 본 발명의 관찰 시스템은 관찰하고자 하는 세포 또는 조직 샘플에 자기나노입자가 포획 또는 결합되고, 외부에서 자기장을 가하여 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자의 움직임으로 인해 빛의 산란, 흡수를 변화시키거나 형광 빛을 변화시켜 명암 대비(contrast)를 높일 수 있다.However, the observation system of the present invention changes the scattering and absorption of light due to the movement of magnetic nanoparticles activated by the magnetic field by capturing or binding magnetic nanoparticles to a cell or tissue sample to be observed and by applying a magnetic field from the outside. Fluorescent light can be varied to increase contrast.
이를 통하여 기존의 공초점 현미경으로 관찰할 수 없었던 생체 또는 생체에서 추출해 낸 세포 또는 조직 샘플(10)에 자기나노입자(20)를 포획 또는 결합시켜 서 관찰할 수 있게 되었다. Through this, the
상기 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합되는 세포 또는 조직을 공초점 현미경으로 관찰하는 시스템은 생체 내(in vivo), 생체 외(ex vivio) 또는 시험관 내(in vitro) 모든 조건에서 가능하다.A system for confocal microscopy of cells or tissues in which the magnetic nanoparticles are selectively captured or bound is possible under all conditions in vivo, ex vivio or in vitro.
본 발명과 자기나노입자를 이용한 MRI와의 차이점은 영상을 만들어 내기 위하여 측정하는 물리량이 다르다는 점이다. 자기나노입자를 이용한 MRI는 분자 내 전자의 회귀시간을 측정하는 것(분자 내부에서 일어나는 현상)이고, 본 발명은 자장으로 야기된 자기나노입자의 실제적인 변위(displacement)를 측정하는 것이 특징이다. The difference between the present invention and MRI using magnetic nanoparticles is that the physical quantities measured to produce an image are different. MRI using magnetic nanoparticles is to measure the regression time of electrons in the molecule (phenomena occurring inside the molecule), and the present invention is characterized by measuring the actual displacement (displacement) of magnetic nanoparticles caused by the magnetic field.
구체적으로 도1a에 나타난 바와 같이, 세포 또는 조직 샘플(10)에 자기나노입자(20)를 주입하고, 외부에서 자기장 발생기(30)를 이용하여 자기장을 가하고, 상기 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위(displacement)로 야기되는 세포 또는 조직 샘플의 광학적 변화, 즉 빛 반사 (reflection or back-scattering)와 흡수(absorption)의 변화, 산란 빛의 변화 또는 형광(fluorescence) 빛의 변화를 공초점 현미경(40)으로 관찰하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합된 세포 또는 조직의 선택적 관찰이 가능하다. Specifically, as shown in Figure 1a, the
상기 자기나노입자는 그 표면에 항체 또는 분자가 화학적으로 코팅(Conjugation with antibody or small molecule coating)되지 않고 세포 또는 조직에 포획 또는 결합된 다음, 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위로 야기되는 산란광(back-scatterd light), 자기형광(autofluorescence) 또는 형광의 변화를 계측하여 세포나 조직 샘플을 관찰할 수 있다.The magnetic nanoparticles are scattered light caused by the displacement of magnetic nanoparticles activated by a magnetic field after being captured or bound to a cell or tissue without the antibody or molecule coating (Conjugation with antibody or small molecule coating) on the surface Cell or tissue samples can be observed by measuring back-scatterd light, autofluorescence or changes in fluorescence.
반대로, 상기 자기나노입자는 그 표면에 항체 또는 분자가 화학적으로 코팅(Conjugation with antibody or small molecule coating)되어서 특정 세포 및 조직에 선택적으로 포획 또는 결합된 다음 이용될 수 있다. 상기 화학적 코팅은 이 분야의 당업자에게 널리 알려진 기술이다. 대표적인 코팅 물질은 덱스트란(dextran), 치토산(chitosan) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 코팅된 나노입자의 크기는 20∼500 nm가 바람직하다. In contrast, the magnetic nanoparticles may be used after being selectively captured or bound to specific cells and tissues by chemically coating an antibody or molecule on the surface thereof. The chemical coating is a technique well known to those skilled in the art. Representative coating materials include, but are not limited to, dextran, chitosan, and the like. The size of the coated nanoparticles is preferably 20 to 500 nm.
상기 자기나노입자는 그 표면에 형광 물질이 부착되지 않고 사용될 수도 있다. 상기 자기나노입자가 자기장에 의해 활성화되면, 공초점 현미경을 이용하여 자기나노입자의 변위로 야기되는 산란광(reflected light or back-scattered light), 빛 흡수량, 또는 자기형광(autofluorescence )의 변화를 계측하여 세포 또는 조직을 관찰할 수 있다.The magnetic nanoparticles may be used without a fluorescent material attached to the surface thereof. When the magnetic nanoparticles are activated by a magnetic field, a confocal microscope is used to measure changes in scattered light (reflected light or back-scattered light), light absorption, or autofluorescence caused by displacement of the magnetic nanoparticles. The cells or tissues can be observed.
상기 자기나노입자는 그 표면에 형광물질이 부착되어 사용될 수 있다. 상기 자기나노입자가 자기장에 의해 활성화되면, 공초점 현미경을 이용하여 자기나노입자의 변위로 야기되는 형광의 변화를 계측하여 세포 또는 조직을 관찰할 수 있다.The magnetic nanoparticles may be used by attaching a fluorescent material on its surface. When the magnetic nanoparticles are activated by a magnetic field, cells or tissues may be observed by measuring the change in fluorescence caused by displacement of the magnetic nanoparticles using a confocal microscope.
종래의 자기나노입자를 이용한 MRI 또는 기존의 공초점 현미경 시스템은 낮은 공간분해능(resolution)과 낮은 명암 대비(contrast)를 가지기 때문에 세포 또는 조직의 관찰에 한계가 있었다. 그러나 본 발명의 관찰 방법 및 그 시스탬은 수백 나노에서 수백 마이크로 미터의 공간분해능을 가지고 명암 대비가 높기 때문에 그동안 관찰하기 어려웠던 세포 등의 명확한 관찰 및 연구가 가능하다.Conventional MRI or conventional confocal microscopy systems using magnetic nanoparticles have low spatial resolution and low contrast, which limits the observation of cells or tissues. However, since the observation method and the system of the present invention have a spatial resolution of several hundred nanometers to several hundred micrometers and have high contrast, it is possible to clearly observe and study cells, etc. which have been difficult to observe.
본 발명을 통해서 더욱 효과적으로 관찰할 수 있는 세포 또는 조직 샘플은 i) 골수, 간, 림프관, 이자 또는 순환계 내의 쿠퍼(Kupffer) 세포, ii) 골수, 간, 림프관 ,이자 또는 순환계 내의 대식세포(Mophage), iii) 혈관계 또는 림프계를 순환중인 세포 중 상기 자기나노입자를 선택적으로 포획하는 세포, iv) 동맥 내의 죽상경화판(Atherosclerotic plaque), v) 염증부위(Inflamation sites), vi) 상기 자기나노입자를 선택적으로 포획하는 암세포, vii) 상기 자기나노입자를 선택적으로 포획하는 망막내피세포계(Reticuloendothelial system: RES), viii) 혈관 또는 림프관의 내피세포(endothelium cell), 또는 iX) 상기 자기나노입자의 화학적 코팅으로 인해 이와 결합한 세포 또는 조직 등이 있다. Cell or tissue samples that can be more effectively observed through the present invention are i) bone marrow, liver, lymphatic vessels, interest or Kupffer cells in the circulatory system, ii) bone marrow, liver, lymphatic, interest or macrophage in the circulatory system. iii) cells that selectively trap the magnetic nanoparticles in cells circulating in the vascular or lymphatic system, iv) atherosclerotic plaques in the arteries, v) inflammation sites, vi) the magnetic nanoparticles Cancer cells that selectively capture, vii) Reticuloendothelial system (RES) that selectively captures the magnetic nanoparticles, viii) endothelial cells of blood vessels or lymphatic vessels, or iX) chemical coating of the magnetic nanoparticles Due to this, there are cells or tissues bound thereto.
상기 세포 또는 조직 샘플은 이 분야에서 통상적인 방법인 생체 내(in vivo), 생체 외(ex vivio) 또는 시험관 내(in vitro) 형태로 이용될 수 있다. 도2는 이를 개략적으로 나타내고 있다.The cell or tissue sample may be used in an in vivo, ex vivio or in vitro form which is conventional in the art. 2 schematically illustrates this.
본 발명의 관찰 방법에 따라 상기 세포 또는 조직을 관찰할 때, 내시경(endoscopy)과 결합한 공초점 현미경을 이용하여 관찰할 수도 있다.When observing the cells or tissues according to the observation method of the present invention, it can also be observed using a confocal microscope combined with endoscopy.
상기 세포 또는 조직은 모두 자기나노입자를 선택적으로 포획 또는 결합할 수 있는 것이다. 상기 세포 또는 조직, 예를 들면 쿠퍼 세포나 대식세포에 철분으로 구성된 자기나노입자가 포획되면 큰 철분 입자를 형성하게 된다. 상기 자기나노입자를 포함하는 쿠퍼 세포나 대식세포의 외부에서 자기장을 가하게 되면 자기장에 의해 활성화된 자기나노입자들의 움직임에 의해 빛 반사, 흡수의 변화나 형광 빛의 변화가 일어나 명암 대비(contrast)가 높아지고, 이를 공초점 현미경으로 명확하게 관찰할 수 있다.The cells or tissues are all capable of selectively capturing or binding magnetic nanoparticles. When the magnetic nanoparticles composed of iron are trapped in the cells or tissues, for example, Cooper cells or macrophages, large iron particles are formed. When a magnetic field is applied outside the Cooper cells or macrophages including the magnetic nanoparticles, the light reflection, absorption change or fluorescent light change occurs due to the movement of the magnetic nanoparticles activated by the magnetic field, resulting in contrast. Higher, which can be clearly observed with a confocal microscope.
MRI 영상의 공간분해능은 최대 수백 마이크로인 반면, 공초점 현미경의 공간분해능은 최대 수백 나노미터이므로, MRI로 관찰할 수 있는 세포의 1,000배 이상 작은 크기를 가지는 세포도 관찰할 수 있다.Since the spatial resolution of MRI images is up to several hundred microns, the spatial resolution of confocal microscopy is up to several hundred nanometers, so cells with a size that is 1,000 times smaller than those observed by MRI can be observed.
암세포나 이상세포(악성세포) 검사에 널리 사용되는 조직검사(biopsy)에 공초점 현미경이 많이 사용된다. 하지만 빈약한 명암 대비로 인해 기존의 공초점 현미경으로는 구별이 불가능했던 세포 및 조직들이 많이 존재한다. Confocal microscopy is widely used for biopsy, which is widely used for cancer cells or abnormal cells (malignant cells). However, due to poor contrast, there are many cells and tissues that were indistinguishable from conventional confocal microscopy.
본 발명의 관찰 방법 및 시스템을 이용하면 대식세포의 분포를 정확하게 알 수 있으므로 암 진단에 유용하다. 본 발명의 자기나노입자는 간의 쿠퍼 세포에 의해 섭취되는데, 간에서 발생하는 대부분의 악성 종양은 쿠퍼 세포를 포함하지 않으므로 간암을 쉽게 발견할 수 있다. 대식 세포, 쿠퍼 세포이 외에 상기 언급한 세포의 조직검사에도 본 발명을 응용할 수 있다.The observation method and system of the present invention can be used to diagnose cancer because the distribution of macrophages can be accurately known. The magnetic nanoparticles of the present invention are ingested by Cooper cells of the liver, and most malignant tumors occurring in the liver do not include Cooper cells, so liver cancer can be easily detected. In addition to macrophages and Cooper cells, the present invention can be applied to the histology of the aforementioned cells.
또한 본 발명의 관찰 방법 및 시스템을 이용하면 기존의 공초점 현미경으로는 관찰하기 어려웠던 혈관계 또는 림프계의 구조를 쉽게 관찰할 수 있다. 자기나노입자가 혈관계 또는 림프계에 주입되면 자기나노입자들은 특정 세포군에 의해 선택적으로 포획되기 전에 일정 시간 동안 혈관계 또는 림프계를 순환한다. 이 때 외부에서 혈관계 또는 림프계 주변에 자기장을 가하면 순환중이던 자기나노입자들의 변위가 자기장에 의해 활성화되어 변하게 되고, 이는 그 지점에서의 빛의 산란, 흡수, 자기형광 또는 형광의 크기를 변화시킨다. 이렇게 변화하는 산란광 또는 형광을 공초점 현미경으로 계측함으로써 일반적인 공초점 현미경으로는 관찰이 불가능 하였던 모세혈관을 포함한 혈관계 또는 림프계의 관찰이 가능하게 된다. 따라서 본 발명은 혈관신생(angiogenesis) 분야에 매우 유용하다.In addition, using the observation method and system of the present invention, it is possible to easily observe the structure of the vascular or lymphatic system, which was difficult to observe with a conventional confocal microscope. When magnetic nanoparticles are injected into the vascular or lymphatic system, the magnetic nanoparticles circulate for a certain period of time before being selectively captured by a specific cell population. At this time, when a magnetic field is applied to the vascular or lymphatic system from the outside, the displacement of the magnetic nanoparticles in circulation is activated and changed by the magnetic field. By measuring the scattered light or fluorescence in this manner with a confocal microscope, it becomes possible to observe a vascular or lymphatic system including capillaries that was impossible to observe with a general confocal microscope. Thus, the present invention is very useful in the field of angiogenesis.
구체적으로 도1b에 나타난 바와 같이, 동물 생체의 혈관계 또는 림프계(11)에 자기나노입자(20)를 주입하고; 상기 자기나노입자가 상기 동물 생체의 혈관 또는 림프계(11) 내의 세포에 선택적으로 포획 또는 결합되기 전에 자기장 발생기(30)를 이용하여 자기장을 가하고; 상기 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위(displacement)로 야기되는 상기 혈관계 및 림프계 내의 광학적 변화(산란, 흡수, 자기형광, 또는 형광)를 공초점 현미경(40)으로 관찰하는 것을 특징으로 한다. 이는 인간의 혈관계 또는 림프계 관찰에도 이용될 수 있다.Specifically, as shown in Figure 1b, the
상기 자기나노입자는 그 표면에 항체 또는 분자가 화학적으로 코팅(Conjugation with antibody or small molecule coating)되지 않고, 상기 동물 생체의 혈관계 또는 림프계에 주입된 다음, 자기장에 의하여 활성화된 자기나노입자들의 변위로 야기되는 산란광(back-scatterd light), 자기형광(autofluorescence) 또는 형광의 변화를 공초점 현미경으로 계측하여 순환중인 혈관계 또는 림프계를 관찰할 수 있다.The magnetic nanoparticles are not chemically coated with antibodies or molecules on the surface thereof, injected into the vascular or lymphatic system of the animal body, and then displaced by magnetic fields. Changes in the resulting back-scatterd light, autofluorescence or fluorescence can be measured by confocal microscopy to observe the circulating vascular or lymphatic system.
반대로, 상기 자기나노입자는 그 표면에 항체 또는 분자가 화학적으로 코팅(Conjugation with antibody or small molecule coating)되어서 상기 동물 생체의 혈관계 또는 림프계에 주입된 다음 사용될 수 있다. 상기 화학적 코팅은 이 분야의 당업자에게 널리 알려진 기술이다. 대표적인 코팅 물질은 덱스트란(dextran), 치토산(chitosan) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 코팅된 나노입자의 크 기는 20∼500 nm가 바람직하다. In contrast, the magnetic nanoparticles may be used after being injected into the vascular or lymphatic system of the animal body by chemically coating (conjugation with antibody or small molecule) on the surface thereof. The chemical coating is a technique well known to those skilled in the art. Representative coating materials include, but are not limited to, dextran, chitosan, and the like. The size of the coated nanoparticles is preferably 20 to 500 nm.
상기 자기나노입자는 그 표면에 형광 물질이 부착되지 않고 사용될 수도 있다. 상기 자기나노입자가 자기장에 의해 활성화되면, 자기나노입자의 변위로 야기되는 혈관계 또는 림프계 내의 산란광(reflected light or back-scattered light), 흡수량, 또는 자기형광(autofluorescence)의 변화를 공초점 현미경으로 계측하여 혈관계 또는 림프계를 관찰할 수 있다.The magnetic nanoparticles may be used without a fluorescent material attached to the surface thereof. When the magnetic nanoparticles are activated by the magnetic field, changes in the reflected light or back-scattered light, absorption, or autofluorescence caused by displacement of the magnetic nanoparticles are measured by confocal microscopy. The vascular or lymphatic system can be observed.
상기 자기나노입자는 그 표면에 형광물질이 부착되어 사용될 수 있다. 상기 자기나노입자가 자기장에 의해 활성화되면, 자기나노입자의 변위로 야기되는 혈관계 또는 림프계 내의 형광 변화를 공초점 현미경으로 계측하혈관계 또는 림프계를 관찰할 수 있다.The magnetic nanoparticles may be used by attaching a fluorescent material on its surface. When the magnetic nanoparticles are activated by the magnetic field, fluorescence changes in the vascular or lymphatic system caused by the displacement of the magnetic nanoparticles can be measured by confocal microscopy to observe the subvascular system or the lymphatic system.
상기 혈관계 또는 림프계는 내시경(endoscopy)과 결합한 공초점 현미경을 이용하여 관찰할 수도 있다.The vascular or lymphatic system can also be observed using confocal microscopy combined with endoscopy.
본 발명에서 이용하는 자기나노입자는 크기가 50 nm 이상의 SPIO(Superparamagnetic Iron Oxide) 나노입자, 크기가 50 nm 이하인 USPIO (Ultrasmall Superparamagnetic Iron Oxide) 나노입자, 또는 MIO(Monocrystalline Iron Oxide) 나노입자가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 자기나노입자는 이 기술분야의 당업자에게 널리 알려진 통상의 방법으로 세포나 조직, 혈관계 또는 림프계 내에 주입된다. 생체 내(in vivo), 생체 외(ex vivio) 또는 시험관 내(in vitro) 모두 가능하다. The magnetic nanoparticles used in the present invention include superparamagnetic iron oxide (SPIO) nanoparticles having a size of 50 nm or more, ultrasmall superparamagnetic iron oxide (USPIO) nanoparticles having a size of 50 nm or less, or monocrystalline iron oxide (MIO) nanoparticles. It is not limited. The magnetic nanoparticles are injected into cells or tissues, the vascular system or the lymphatic system by conventional methods well known to those skilled in the art. In vivo, ex vivio or in vitro are all possible.
본 발명의 관찰 방법 및 관찰 시스템은 자기장에 민감한 자기나노입자를 이 용하고 있으므로 자기적 약물전달, 바이오센싱(biosensing) 또는 자기 발열요법에 의한 암세포 파괴 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있다.Since the observation method and the observation system of the present invention use magnetic nanoparticles sensitive to magnetic fields, they can be very useful in the field of cancer cell destruction by magnetic drug delivery, biosensing or magnetic pyrotherapeutic therapy.
상기 자기나노입자 또는 변형된 자기나노입자는 생체의 혈관계, 림프계, 눈, 피부 또는 장기의 특정 부위에 주사(injection)되어 사용될 수 있다.The magnetic nanoparticles or modified magnetic nanoparticles may be injected by injection into a specific part of the blood vessel, lymphatic system, eye, skin or organ of the living body.
상기 자기나노입자 또는 변형된 자기나노입자는 생체의 피부 및 장기의 특정 부위에 표면 투여(topical application)되어서 사용될 수 있다. The magnetic nanoparticles or modified magnetic nanoparticles may be used by surface administration to a specific site of skin and organs of a living body.
상기 자기나노입자 또는 변형된 자기나노입자는 배양되는 세포 또는/및 조직에 투여되어서 사용될 수 있다. 또한 상기 자기나노입자 또는 변형된 자기나노입자는 세포 또는/및 조직과 같이 배양되어 사용될 수 있다. The magnetic nanoparticles or modified magnetic nanoparticles may be used by being administered to the cells or / and tissues to be cultured. In addition, the magnetic nanoparticles or modified magnetic nanoparticles can be used in culture with the cell or / and tissue.
즉, 상기 자기나노입자는 상기 관찰하고자 하는 세포 또는/및 조직 샘플과 결합되기 위하여 생체 내(in vivo), 생체 외(ex vivio) 또는 시험관 내(in vitro)에서 상기 관찰 세포 또는/및 조직 샘플에 투여될 수 있다.That is, the magnetic nanoparticles may be observed in vivo, ex vivio or in vitro to observe the cell or / and tissue sample in order to be combined with the cell or / and tissue sample to be observed. May be administered.
본 발명에서 이용하는 자기장 발생기(30)는 코일 또는 솔레노이드로 이루어진 것으로서 직류 또는 교류 자기장을 발생시켜서 자기나노입자에 가할 수 있도록 설계된다. 상기 자기장 발생기는 이 기술분야에서 널리 알려진 것이다. 도3은 본 발명의 자기장 발생기의 한 예 및 자기장이 발생하는 모습을 나타내고 있다.The magnetic field generator 30 used in the present invention is made of a coil or solenoid and is designed to generate a direct current or alternating magnetic field and apply it to the magnetic nanoparticles. The magnetic field generator is well known in the art. Figure 3 shows an example of the magnetic field generator and the appearance of the magnetic field of the present invention.
상기 자기장 발생기(30)를 이용하여 직류 자기장을 부가하는 경우, 직류 자기장으로 활성화된 자기나노입자의 일회성 변위로 야기된 세포나 조직 샘플, 및 혈관계 또는 림프계 내의 광학적 변화를 공초점 현미경(40)으로 관찰할 수 있다.When the direct current magnetic field is added using the magnetic field generator 30, the cell or tissue sample caused by the one-time displacement of the magnetic nanoparticles activated by the direct current magnetic field, and the optical change in the vascular or lymphatic system are transferred to the confocal microscope 40. Can be observed.
상기 자기장 발생기를 이용하여 교류 자기장을 부가하는 경우, 0.5 내지 10,000Hz 범위의 자기장이 바람직하며, 교류 자기장으로 활성화된 자기나노입자의 반복적인(modulated or repeating)인 변위로 야기되는 세포나 조직 샘플, 및 혈관계 또는 림프계 내의 광학적 변화를 관찰할 수 있다.When the alternating magnetic field is added using the magnetic field generator, a magnetic field in the range of 0.5 to 10,000 Hz is preferable, and the cell or tissue sample is caused by the displacement (modulated or repeating) of the magnetic nanoparticles activated by the alternating magnetic field, And optical changes in the vascular or lymphatic system.
본 발명에서 사용되는 공초점 현미경은 단일광자(Single Photon) 공초점 현미경, 이광자(Two Photon) 공초점 현미경, 삼광자(Three Photon) 공초점 현미경, 또는 Cars(Coherent Anti-Strokes Raman Spectroscopy) 현미경이나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The confocal microscope used in the present invention may be a single photon confocal microscope, two photon confocal microscope, three photon confocal microscope, or Cars (Coherent Anti-Strokes Raman Spectroscopy) microscope. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명은 자기나노입자가 선택적으로 포획 또는 결합된 세포 또는 조직 샘플에 자기장을 가한 후 자기장에 의해 활성화된 자기나노입자에 의한 세포 또는 조직 샘플의 광학적 변화를 공초점 현미경으로 관찰함으로써, 최대 수백 나노미터의 공간 분해능을 가지면서 동시에 명암 대비가 높아서 암세포 조직검사에 이용되고 혈관계 또는 림프계를 쉽게 관찰할 수 있는 등 기존에 관찰하기 어려운 세포 또는 조직을 관찰하는 방법 및 그 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention, by applying a magnetic field to a cell or tissue sample in which the magnetic nanoparticles are selectively trapped or bound, by observing optical changes of the cell or tissue sample by the magnetic nanoparticles activated by the magnetic field by confocal microscopy, up to several hundred nanometers The present invention provides a method and system for observing a cell or tissue that is difficult to observe, such as being used for cancer cell biopsy and having an easy contrast of a vascular or lymphatic system due to the spatial resolution of the meter and high contrast.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060063315A KR101239066B1 (en) | 2006-07-06 | 2006-07-06 | Observarion Method of Cell or Tissue Sample by Detecting of Nanoparticles Using Confocal Microscope and System Thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020060063315A KR101239066B1 (en) | 2006-07-06 | 2006-07-06 | Observarion Method of Cell or Tissue Sample by Detecting of Nanoparticles Using Confocal Microscope and System Thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080004706A KR20080004706A (en) | 2008-01-10 |
| KR101239066B1 true KR101239066B1 (en) | 2013-03-05 |
Family
ID=39215308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020060063315A KR101239066B1 (en) | 2006-07-06 | 2006-07-06 | Observarion Method of Cell or Tissue Sample by Detecting of Nanoparticles Using Confocal Microscope and System Thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101239066B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180062411A (en) | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 단국대학교 산학협력단 | Method of acquiring an image of a biological sample |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100052355A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-19 | 메디스커브 주식회사 | Method of making patterns of magnetic materials in live cells, method of imaging patterns of magnetic materials and apparatus provided with therefor |
| KR101281649B1 (en) * | 2011-03-31 | 2013-07-03 | 경북대학교 산학협력단 | Two photon microscope |
| WO2012177875A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | Lockheed Martin Corporation | Direct magnetic imaging and thermal ablation for cancer diagnosis and treatment |
| US9945917B2 (en) | 2013-01-08 | 2018-04-17 | Lockheed Martin Corporation | Enhanced nuclear quadrupole resonance and ground penetrating radar using metamaterial antenna |
| US9664562B1 (en) | 2013-02-12 | 2017-05-30 | Lockheed Martin Corporation | Method and system for scanning staring focal plane array imaging |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050130167A1 (en) | 2002-10-25 | 2005-06-16 | Gang Bao | Multifunctional magnetic nanoparticle probes for intracellular molecular imaging and monitoring |
-
2006
- 2006-07-06 KR KR1020060063315A patent/KR101239066B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050130167A1 (en) | 2002-10-25 | 2005-06-16 | Gang Bao | Multifunctional magnetic nanoparticle probes for intracellular molecular imaging and monitoring |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Analytical Chemistry, Vol. 78, No. 9, 1 May 2006, pp. 2918-2924 * |
| Analytical Chemistry, Vol. 78, No. 9, 1 May 2006, pp. 2918-2924* |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180062411A (en) | 2016-11-30 | 2018-06-08 | 단국대학교 산학협력단 | Method of acquiring an image of a biological sample |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20080004706A (en) | 2008-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Galanzha et al. | Nanotechnology‐based molecular photoacoustic and photothermal flow cytometry platform for in‐vivo detection and killing of circulating cancer stem cells | |
| Pan et al. | Molecular photoacoustic imaging of angiogenesis with integrin-targeted gold nanobeacons | |
| Boppart et al. | Optical probes and techniques for molecular contrast enhancement in coherence imaging | |
| US8036732B2 (en) | Hemoglobin contrast in magneto-motive optical doppler tomography, optical coherence tomography, and ultrasound imaging methods and apparatus | |
| Kircher et al. | A brain tumor molecular imaging strategy using a new triple-modality MRI-photoacoustic-Raman nanoparticle | |
| Zhang et al. | Imaging with Raman spectroscopy | |
| Prabhakar et al. | Nanodiamonds for advanced optical bioimaging and beyond | |
| Chen et al. | Inflamed leukocyte-mimetic nanoparticles for molecular imaging of inflammation | |
| US8162834B2 (en) | Hemoglobin contrast in ultrasound and optical coherence tomography for diagnosing diseased tissue, cancers, and the like | |
| KR101239066B1 (en) | Observarion Method of Cell or Tissue Sample by Detecting of Nanoparticles Using Confocal Microscope and System Thereof | |
| John et al. | Targeted multifunctional multimodal protein-shell microspheres as cancer imaging contrast agents | |
| Zhang et al. | Lipid-encapsulated Fe3O4 nanoparticles for multimodal magnetic resonance/fluorescence imaging | |
| Kiessling et al. | Anatomical and microstructural imaging of angiogenesis | |
| Oh et al. | Magneto‐motive detection of tissue‐based macrophages by differential phase optical coherence tomography | |
| Wang et al. | Detecting and tracking nonfluorescent nanoparticle probes in live cells | |
| John et al. | Magnetomotive molecular nanoprobes | |
| Bumb et al. | Trafficking of a dual-modality magnetic resonance and fluorescence imaging superparamagnetic iron oxide-based nanoprobe to lymph nodes | |
| James et al. | Contrast agents for photoacoustic imaging: a review of stem cell tracking | |
| Guggenheim et al. | Imaging in focus: reflected light imaging: techniques and applications | |
| Wijesinghe et al. | In vivo imaging of melanoma-implanted magnetic nanoparticles using contrast-enhanced magneto-motive optical Doppler tomography | |
| Vegerhof et al. | Manipulated magnetic nano particles for photonic biomedical mapping | |
| Gupta et al. | Microscopy based methods for characterization, drug delivery, and understanding the dynamics of nanoparticles | |
| Indoliya et al. | In-vivo analysis of iron-gold composite nanoparticles as potential exogenous contrast agents for magnetomotive optical coherence tomography (MMOCT) | |
| Friedrich et al. | Optical Microscopy Systems for the Detection of Unlabeled Nanoparticles | |
| Li et al. | Magnetic field-modulated plasmonic scattering of hybrid nanorods for FFT-weighted OCT imaging in NIR-II |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160126 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170119 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180109 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190201 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20200203 Year of fee payment: 8 |