03.06.2020 by Milena Riedl
생체 재료 조사를 위한 샘플을 준비하는 새로운 기술
는 혈관 질환 치료를 위한 획기적인 천연 혈관 스캐폴딩(NVS) 기술을 개발하는 바이오메디컬 회사입니다. 가열 중 시료 이동으로 인한 신호 아티팩트를 완화할 수 있는 방법을 조사하기 위해 여러 시료 준비 기술을 평가했습니다. 생물학적 조직에 대한 정확하고 재현 가능한 열화상을 얻기 위해 샘플을 준비하는 방법을 알아보세요.
저스틴 바렛과 케빈 워너, Alucent Biomedical 박사, 마이클 슈, NETZSCH Instruments North America 제공
는 혈관 질환 치료를 위한 획기적인 천연 혈관 스캐폴딩(NVS) 기술을 개발하는바이오메디컬 회사입니다. NVS는 혈관의 고유 구조 단백질(예: 콜라겐)을 광활성화된 단백질로 연결하여 혈관 성형술 중에 혈관을 열고 영구적인 임플란트를 사용하지 않고도 혈관이 열린 상태를 유지하도록 합니다.
제품 개발 연구에 DSC 사용
제품 개발 전략의 한 측면은 혈관벽에서 광 활성화된 분자 변화를 특성화하는 방법을 식별하고 개발하는 것입니다. 세포 외 기질 단백질의 변화는 변성 온도의 변화로 감지할 수 있습니다. 원칙적으로 변성 온도가 높을수록 NVS 처리로 인해 공유 결합된 세포 외 기질의 밀도가 증가했음을 나타냅니다. 시차 주사 열량 측정법 (DSC) 은 자연 상태와 치료 조건에서 혈관 구조 단백질의 변성 온도의 차이를 확인하는 기술로 연구되고 있습니다. DSC는 생체 재료 조사에 일상적으로 사용되지는 않지만, 제품 개발을 돕기 위한 생물학적 조직 특성 분석에는 가치가 있습니다. 관련 문헌을 검토한 결과, 신뢰할 수 있고 재현 가능한 DSC 결과를 보장하기 위한 시료 준비 및 방법 개발에 대한 논의가 제한적이었습니다.
신호 아티팩트를 완화하는 방법
가열 중 시료 이동으로 인한 신호 아티팩트를 완화할 수 있는 방법을 조사하기 위해 여러 시료 전처리 기술을 평가했습니다. 조사된 기술에는 깍둑썰기한 샘플의 밀착 포장, 도가니 구성(주름진 뚜껑, 뚫린 뚜껑, 주름지지 않은 뚜껑, 뚜껑 없음), 도가니 크기, 도가니의 내경과 일치하는 샘플 디스크 사용, 여러 개의 샘플 디스크를 쌓는 방법 등이 포함되었습니다. 이 모든 테스트는 가열하는 동안 샘플이 도가니 내에서 자유롭게 움직일 수 있었기 때문에 일관성 없는 결과를 도출했습니다. 이러한 현상을 해결하기 위해 Alucent Biomedical은 여러 개의 샘플 디스크를 쌓는 대신 밀폐된 뚜껑과 샘플 사이에 불활성 물체를 놓으면 샘플을 더 잘 누르고 움직임을 최소화할 수 있다는 아이디어를 떠올렸습니다. 샘플과 불활성 물체의 크기와 형태는 도가니의 내부 직경과 일치하는 디스크로 선택하여 샘플이 도가니 팬 바닥과 접촉하는 표면적을 최대화하여 최적의 열 전달이 이루어지도록 했습니다. 마지막으로, 불활성 물체가 기본 시료 신호를 방해할 수 있는 불필요한 DSC 에너지를 생성하지 않는 것이 필수적이었습니다. 이러한 이유로 시료의 관심 영역에 에너지가 없고 비교적 저렴하고 쉽게 구할 수 있는 감도 교정 표준인 사파이어가 선택되었습니다.
샘플 준비에 중요한 두 가지 요소
1) DSC 팬의 내부 직경에 맞게 샘플 크기 조정 2) 측정 중 열로 인한 샘플의 움직임을 방지하기 위해 DSC 팬 헤드 공간을 불활성 물질로 채우기 그림은 두 가지 다른 샘플 준비 기술을 사용하여 준비한 동일한 생물학적 조직의 섹션에서 얻은 열화상 이미지를 보여줍니다. 그림의 써모그램 1은 시료를 조각으로 잘라 시료 팬에 넣어 준비한 생물학적 조직을 나타냅니다. 그림의 써모그램 2는 샘플 이동을 최소화하기 위해 위에서 설명한 대로 준비된 생체 조직을 나타냅니다.
이 결과는 생물학적 조직에 대한 정확하고 재현 가능한 열화상을 생성하는 데 있어 중요한 매개변수는 열로 인한 샘플 이동을 최소화하는 샘플 준비 방법론이라는 것을 보여줍니다. 조직 크기를 DSC 팬의 내부 직경에 맞추고 헤드 스페이스를 불활성 물질로 채우면 DSC 팬에서 샘플 이동으로 인한 인위적인 신호를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 애플리케이션 노트는 여기에서 확인할 수 있습니다!