KR102277440B1 - Method for detecting electroporated area using ttc on potato model - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an electroporation area detection method. The electroporation area detection method according to an embodiment of the present invention comprises: an electrical stimulation step of applying electrical stimulation by inserting an electrode into a potato; a dyeing step of dyeing the potato on which the electrical stimulation step was performed using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC); and an evaluation step of dividing the dyed area in the potato where the dyeing step is completed into first and second areas, wherein the first region is a region dyed darker than the second region, and evaluating the dyed first area and an undyed third area as the electroporation area. The purpose is to provide the electroporation region detection method that can distinguish and detect a reversible electroporation region and an irreversible electroporation region in the potato model.

Description

감자 모델에서 TTC를 이용하는 전기 천공 영역 검출 방법{METHOD FOR DETECTING ELECTROPORATED AREA USING TTC ON POTATO MODEL}Electroporation area detection method using TTC in demagnetization model {METHOD FOR DETECTING ELECTROPORATED AREA USING TTC ON POTATO MODEL}

본 발명은 전기 천공 영역 검출 방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 감자 모델에서 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride)를 이용하는 전기 천공 영역 검출 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting an electroporation region, and more particularly, to a method for detecting an electroporation region using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC) in a potato model.

전기 천공법은 세포에 전기 자극을 가하여 구멍을 뚫는 기술로서, 일반적으로 가역적 전기 천공법 및 비가역적 전기 천공법으로 구분된다. 이 중 가역적 전기 천공법은 세포에 전기장을 가하여 원형질막의 투과성을 증가시켜 항암제 등의 약물 또는 DNA가 세포 내로 도입되도록 하는 기술이다. 비가역적 전기 천공법은 세포에 가역적 전기 천공법에 비해 고압의 강한 초단파 전기장을 가하여 국소적으로 세포 사멸을 유도하는 비열 조직 절제 기술이다. 비가역적 전기 천공법은 고주파나 마이크로파 등을 이용한 열적인 국소 치료 방법에 비해 암세포 외의 주변 조직이 파괴되는 것을 최소화할 수 있어 이를 대체하는 국소적인 암치료에 사용될 수 있다. Electroporation is a technique for piercing a cell by applying electrical stimulation, and is generally divided into a reversible electroporation method and an irreversible electroporation method. Among them, the reversible electroporation method is a technology that increases the permeability of the plasma membrane by applying an electric field to the cells so that drugs such as anticancer drugs or DNA are introduced into the cells. The irreversible electroporation method is a non-thermal tissue ablation technique that locally induces apoptosis by applying a high-pressure, strong microwave electric field to the cells compared to the reversible electroporation method. The irreversible electroporation method can minimize the destruction of surrounding tissues other than cancer cells compared to the thermal local treatment method using high frequency or microwave, and thus can be used for local cancer treatment to replace it.

비가역적 전기 천공 영역을 평가하는 실험을 위한 조직 팬텀(Tissue phantom)으로 일반적으로 감자가 주로 이용되고 있다. 종래의 비가역적 전기 천공 영역을 평가하는 실험에서는 감자에 전기 자극을 가한 후 상온에 12시간 이상 방치하여 세포 내 폴리 페놀의 산화로 인해 생성된 멜라닌으로 검게 염색된 영역을 전기 천공 영역으로 평가하고 있다.Potatoes are generally used as a tissue phantom for an experiment to evaluate the irreversible electroporation area. In an experiment to evaluate the conventional irreversible electroporation area, the area stained black with melanin generated due to the oxidation of polyphenols in cells after applying electrical stimulation to the potato and left at room temperature for more than 12 hours is evaluated as the electroporation area. .

그러나 이러한 멜라닌 생성을 이용한 전기 천공 영역 검출 방법을 이용할 경우, 전기 자극이 가해진 감자를 방치하는데 12시간 이상의 긴 시간이 요구되고, 가역적 전기 천공 영역 및 비가역적 전기 천공 영역의 구분이 어렵다. 또한, 감자 조직의 비균질성에 영향을 받아 정확하지 않은 전기 천공 영역이 검출될 수 있다.However, when using this method of detecting the electroporation region using melanin production, a long time of 12 hours or more is required to leave the potatoes subjected to electrical stimulation, and it is difficult to distinguish between the reversible electroporation region and the irreversible electroporation region. In addition, an inaccurate electroporation area may be detected due to the inhomogeneity of the potato tissue.

이러한 문제점을 해결하기 위해 자기 공명 영상(MRI)을 이용하여 전기 자극을 가한 감자의 전기 천공 영역을 검출하는 방법이 사용되고 있다. 그러나 자기 공명 영상을 이용하는 방법은 시간은 단축할 수 있으나, 가역적 전기 천공 영역 및 비가역적 전기 천공 영역의 구분이 어렵다. 또한, 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.In order to solve this problem, a method of detecting an electroporation area of a potato subjected to electrical stimulation using magnetic resonance imaging (MRI) is used. However, the method using magnetic resonance imaging can shorten the time, but it is difficult to distinguish between the reversible electroporation region and the irreversible electroporation region. In addition, there is a problem that the cost is high.

공개특허 10-2021-0018228(2021. 02. 17.)Patent Publication No. 10-2021-0018228 (2021. 02. 17.)

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 감자 모델에서 전기 천공 영역을 검출하는 시간을 줄일 수 있는 전기 천공 영역 검출 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 감자 모델에서 가역적 전기 천공 영역 및 비가역적 전기 천공 영역을 구분하여 검출할 수 있는 전기 천공 영역 검출 방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 감자 조직의 비균질성에 영향을 받지 않는 전기 천공 영역 검출 방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an electroporation region detection method that can reduce the time for detecting the electroporation region in the demagnetization model. In addition, it is an object of the present invention to provide an electroporation region detection method capable of distinguishing and detecting a reversible electroporation region and an irreversible electroporation region in a demagnetization model. It is also an object of the present invention to provide a method for detecting an electroporated area that is not affected by the heterogeneity of potato tissue.

본 발명의 일 실시 예에 따른 전기 천공 영역 검출 방법은, 감자에 전극을 삽입하여 전기 자극을 가하는 전기 자극 단계; 상기 전기 자극 단계가 수행된 감자를 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride)를 이용하여 염색하는 염색 단계; 및 상기 염색 단계가 완료된 감자에서 염색된 영역을 제 1 및 제 2 영역으로 구분하고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다 진하게 염색된 영역이고, 상기 염색된 제 1 영역 및 염색되지 않은 제 3 영역을 전기 천공 영역으로 평가하는 평가 단계를 포함한다.Electroporation area detection method according to an embodiment of the present invention, an electrical stimulation step of applying electrical stimulation by inserting an electrode into the potato; A dyeing step of dyeing the potato on which the electrical stimulation step has been performed using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC); and dividing the dyed region in the potato where the dyeing step is completed into first and second regions, the first region is a region dyed darker than the second region, and the dyed first region and undyed third region and evaluating the area as an electroporation area.

상기 평가 단계에서, 상기 제 1 영역은 가역적 전기 천공 영역으로 평가하고, 상기 제 3 영역은 비가역적 전기 천공 영역으로 평가할 수 있다.In the evaluation step, the first region may be evaluated as a reversible electroporation region, and the third region may be evaluated as an irreversible electroporation region.

상기 염색 단계는 상기 전기 자극 단계가 완료된 후 5분 이내에 수행될 수 있다.The staining step may be performed within 5 minutes after the electrical stimulation step is completed.

상기 TTC 용액은 생리 식염수를 용매로 0.5%(w/v) 농도로 제공되고, 상기 염색 단계에서는 상기 전기 자극 단계가 수행된 감자를 상기 TTC 용액에 1시간 이상 침지시킬 수 있다.The TTC solution is provided with physiological saline as a solvent at a concentration of 0.5% (w/v), and in the dyeing step, the potatoes subjected to the electrical stimulation step may be immersed in the TTC solution for 1 hour or more.

본 발명에 따른 전기 천공 영역 검출 방법은 감자 모델에서 전기 천공 영역을 검출하는 시간을 줄일 수 있다.The electroporation region detection method according to the present invention can reduce the time for detecting the electroporation region in the demagnetization model.

또한, 본 발명에 따른 전기 천공 영역 검출 방법은 감자 모델에서 가역적 전기 천공 영역 및 비가역적 전기 천공 영역을 구분하여 검출할 수 있다.In addition, the electroporation region detection method according to the present invention can be detected by distinguishing the reversible electroporation region and the irreversible electroporation region in the demagnetization model.

또한, 본 발명에 따른 전기 천공 영역 검출 방법은 감자 조직의 비균질성에 영향을 받지 않는다.In addition, the electroporated area detection method according to the present invention is not affected by the heterogeneity of the potato tissue.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 천공 영역 검출 방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 도 1의 전기 천공 영역 검출 방법에 의해 영역이 구분된 감자의 절단면의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실험 시의 조건들을 보여주는 도면이다.
도 4는 실험 1에서 염색된 감자의 모습을 보여주는 도면이다.
도 5는 실험 2에서 염색된 감자들의 모습 및 이를 분석한 그래프를 보여주는 도면이다.
도 6은 실험 3에서 서로 다른 염색 방법에 의한 염색된 영역을 분석한 그래프 및 히트맵을 보여주는 도면이다.
도 7은 실험 4에서 염색된 감자들의 모습을 보여주는 도면이다.
도 8은 실험 5에서 염색 시간 및 방치 시간에 따른 염색된 감자들의 모습을 보여주는 도면이다.
1 is a flowchart illustrating an electroporation region detection method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of a cut surface of a potato in which an area is divided by the electroporation area detection method of FIG. 1 .
3 is a view showing the conditions during the experiment of the present invention.
4 is a view showing the appearance of potatoes dyed in Experiment 1.
5 is a view showing the appearance of the potatoes dyed in Experiment 2 and a graph analyzing the same.
6 is a view showing a graph and a heat map analyzed in the area stained by different staining methods in Experiment 3;
7 is a view showing the appearance of potatoes dyed in Experiment 4.
8 is a view showing the appearance of the dyed potatoes according to the dyeing time and leaving time in Experiment 5.

이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다. 본 발명에 따른 전기 천공 영역 검출 방법은 감자 모델에서 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride)를 이용하여 전기 천공 영역을 검출한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described clearly and in detail to the extent that those skilled in the art can easily practice the present invention. The electroporation region detection method according to the present invention detects the electroporation region using TTC (2,3,5-triphenyltetrazolium chloride) in a potato model.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 천공 영역 검출 방법을 보여주는 순서도이다. 도 2는 도 1의 전기 천공 영역 검출 방법에 의해 영역이 구분된 감자의 절단면의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 전기 천공 영역 검출 방법은, 전기 자극 단계(S10), 염색 단계(S20) 및 평가 단계(S30)를 포함할 수 있다. 전기 자극 단계(S10), 염색 단계(S20) 및 평가 단계(S30)는 순차적으로 수행된다.1 is a flowchart illustrating an electroporation region detection method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view showing an example of a cut surface of a potato in which an area is divided by the electroporation area detection method of FIG. 1 . 1 and 2 , the electroporation region detection method may include an electrical stimulation step (S10), a dyeing step (S20) and an evaluation step (S30). The electrical stimulation step (S10), the staining step (S20) and the evaluation step (S30) are sequentially performed.

전기 자극 단계(S10)에서는 감자(10)에 전극을 삽입하여 전기 자극을 가한다. 전기 자극 단계(S10)에서는 감자(10)에 비가역적 전기 천공을 수행할 수 있다.In the electrical stimulation step (S10), an electrode is inserted into the potato 10 to apply electrical stimulation. In the electrical stimulation step (S10), it is possible to perform irreversible electroporation on the potato (10).

염색 단계(S20)에서는 전기 자극 단계(S10)가 수행된 감자(10)를 TTC를 이용하여 염색한다. 염색 단계(S20)에서 감자는 전기 자극이 가해진 내부가 보이도록 절단된 상태에서 TTC에 의한 염색이 진행될 수 있다. 이 때, 염색은 감자(10)를 TTC 용액에 침지시킴으로써 진행될 수 있다. 이 후, TTC 염색 시간이라 함은 감자가 TTC 용액에 침지된 상태에 있는 시간을 의미한다. 이 때, 살아 있는 세포의 경우 미토콘드리아의 탈수소효소에 의한 환원 반응에 의해 붉게 염색되고, 죽어 있는 세포의 경우 염색되지 않는다. In the dyeing step (S20), the potato 10, on which the electrical stimulation step (S10) is performed, is dyed using TTC. In the dyeing step (S20), the potato may be dyed by TTC in a cut state so that the inside to which electrical stimulation is applied is visible. At this time, the dyeing may proceed by immersing the potato 10 in the TTC solution. After that, the TTC staining time means the time in which the potato is immersed in the TTC solution. At this time, living cells are stained red by a reduction reaction by mitochondrial dehydrogenase, and dead cells are not stained.

염색 단계(S20)가 완료된 감자의 절단면은 도 2에 도시된 바와 같이, 전기 자극을 가하는 두 전극을 감싸는 염색되지 않은 영역(13), 염색되지 않은 영역(13)을 감싸는 염색된 영역(11, 12)으로 구분될 수 있다. 염색된 영역(11, 12)은 염색되지 않은 영역(13)에 인접한 상대적으로 진한 제 1 영역(11) 및 제 1 영역(11)을 감싸는 상대적으로 연한 제 2 영역(12)으로 구분될 수 있다. 염색 단계(S20)는 전기 자극 단계(S10)가 완료된 후 일정 시간 내에 수행될 수 있다. As shown in FIG. 2, the cut surface of the potato on which the dyeing step (S20) is completed is an undyed area 13 surrounding the two electrodes to which electrical stimulation is applied, and a dyed area 11 surrounding the undyed area 13, 12) can be distinguished. The dyed regions 11 and 12 may be divided into a relatively dark first region 11 adjacent to the undyed region 13 and a relatively light second region 12 surrounding the first region 11 . . The dyeing step (S20) may be performed within a predetermined time after the electrical stimulation step (S10) is completed.

평가 단계(S30)에서는 염색 단계(S20)가 완료된 감자에서 염색된 영역(11, 12) 중 상대적으로 진한 제 1 영역(11) 및 염색되지 않은 제 3 영역(13)을 전기 천공 영역으로 평가한다. 이 때, 염색된 영역(11, 12) 중 상대적으로 연한 제 2 영역(12)은 전기 천공이 되지 않은 비전기천공 영역으로 평가한다. 또한, 감자의 염색된 영역(11, 12) 중 상대적으로 진한 제 1 영역(11)은 가역적 전기 천공 영역으로 평가하고, 염색되지 않은 제 3 영역(13)은 비가역적 전기 천공 영역으로 평가한다. In the evaluation step (S30), the relatively dark first area 11 and the undyed third area 13 among the dyed areas 11 and 12 in the potato where the dyeing step S20 is completed is evaluated as an electroporation area. . At this time, the relatively soft second region 12 among the dyed regions 11 and 12 is evaluated as a non-electroporated region that is not electroporated. In addition, the relatively dark first region 11 among the dyed regions 11 and 12 of the potato is evaluated as a reversible electroporation region, and the undyed third region 13 is evaluated as an irreversible electroporation region.

도 2에 도시된 경우와 달리, 감자의 모든 영역이 염색된 경우에는 염색된 영역(11, 12) 중 상대적으로 진한 제 1 영역(11)은 가역적 전기 천공 영역으로 평가하고, 염색된 영역(11, 12) 중 상대적으로 연한 제 2 영역(12)은 비전기천공 영역으로 평가하고, 비가역적 전기 천공 영역은 형성되지 않은 것으로 평가한다. Unlike the case shown in FIG. 2 , when all regions of the potato are dyed, the relatively dark first region 11 among the dyed regions 11 and 12 is evaluated as a reversible electroporation region, and the dyed region 11 is evaluated as a reversible electroporation region. , 12), the relatively soft second region 12 is evaluated as a non-electroporated region, and an irreversible electroporated region is evaluated as not formed.

상술한 전기 천공 영역 검출 방법을 뒷받침하기 위한 실험을 아래와 같이 실시하였다. 단, 하기 실험 예는 본 발명의 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 특허 청구 범위가 이에 따라 한정되는 것은 아니다.Experiments to support the above-described electroporation region detection method were conducted as follows. However, the following experimental examples are merely illustrative of the present invention, and the claims of the present invention are not limited thereto.

도 3은 본 발명의 실험 시의 조건들을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실험들에서는 도 3의 A에 도시된 바와 같은 비가역적 전기 천공(IRE)용 프로토타입 펄스 발생기인 EPO-S1 발생기를 사용하여 감자에 비가역적 전기 천공을 수행한다. 이는 본 발명의 전기 천공 영역 검출 방법의 전기 자극 단계(S10)에서 감자에 전기 자극을 가하는 것으로 상정될 수 있다.3 is a view showing the conditions during the experiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , in these experiments, irreversible electroporation is performed on potatoes using an EPO-S1 generator, which is a prototype pulse generator for irreversible electroporation (IRE) as shown in FIG. 3A . This can be assumed to apply electrical stimulation to the potato in the electrical stimulation step (S10) of the electroporation area detection method of the present invention.

이 때, 도 3의 B에 도시된 바와 같이, 전기 자극을 가하기 위해 감자에 삽입되는 전극 한쌍은 각각 스테인리스 스틸 재질의 바늘 전극으로 제공된다. 각각의 전극은 피복으로부터 노출된 길이가 약 15mm로 제공되고, 각각 약 1mm의 직경을 갖는다.At this time, as shown in FIG. 3B, a pair of electrodes inserted into the potato to apply electrical stimulation is provided as a needle electrode made of stainless steel, respectively. Each electrode is provided with an exposed length from the sheath of about 15 mm, each having a diameter of about 1 mm.

전극은 길이 방향을 따라 바라볼 때 서로의 중심 간의 수평 거리가 약 10mm가 되도록 이격되고, 서로 평행이 되게 감자에 삽입된다. 이 때, 각각의 전극의 노출 부위는 감자 내에 완전히 삽입된다. 본 실험들의 경우, 감자의 굴곡에 따라 전극 중 가장 깊이 삽입되는 전극의 삽입 길이는 약 25mm이다. 또한, 전극의 끝단은 전극의 길이 방향에 대해 서로 동일한 위치에 놓이도록 감자에 삽입된다. 전극은 각각 감자의 염색을 위해 절단될 절단면에 대해 수직이 되도록 감자에 삽입된다.The electrodes are spaced apart so that the horizontal distance between the centers of each other is about 10 mm when viewed along the longitudinal direction, and are inserted into the potato to be parallel to each other. At this time, the exposed portion of each electrode is completely inserted into the potato. In the case of these experiments, the insertion length of the deepest electrode among the electrodes according to the curvature of the potato is about 25 mm. In addition, the ends of the electrodes are inserted into the potato so as to be placed at the same position with respect to the longitudinal direction of the electrode. Each electrode is inserted into the potato so as to be perpendicular to the cut plane to be cut for dyeing the potato.

감자는 일정한 크기로 복수개가 준비된다. 예를 들면, 각각의 감자는 질량 약 240g, 길이 약 80mm, 감자의 길이 방향과 수직인 방향에 대해 가장 긴 너비가 약 60mm인 크기로 제공될 수 있다.A plurality of potatoes of a certain size are prepared. For example, each potato may be provided in a size of about 240 g in mass, about 80 mm in length, and about 60 mm in longest width with respect to a direction perpendicular to the longitudinal direction of the potato.

본 실험들에서는 상술한 바와 같은 펄스 발생기 및 전극을 이용하여 감자에 사각파(Square pulse)를 가한다. 이 때, 임피던스의 측정은 4192A LF 임피던스 분석기(Yokogawa-Hewlett-Packard Ltd., Japan)을 사용하여 수행되었다. 비가역적 전기 천공 후의 전도도 변화를 평가하기 위해서는 10Hz의 주파수가 선택되었다. 감자에 각각 100μs의 펄스 폭 및 2000μs의 펄스 지연의 사각파(Square pulse)를 복수회 가한다In these experiments, a square wave (Square pulse) is applied to the magnetic field using the pulse generator and electrode as described above. At this time, impedance measurement was performed using a 4192A LF impedance analyzer (Yokogawa-Hewlett-Packard Ltd., Japan). A frequency of 10 Hz was chosen to evaluate the change in conductivity after irreversible electroporation. A square pulse of 100 μs pulse width and 2000 μs pulse delay is applied to the demagnetization multiple times.

본 실험들에서 전기 자극 시 측정된 결과는 평균값 ± 표준 편자(S.D.)로 나타내었다. 일원배치 분산분석(One-way analysis of variance, ANOVA)을 이용하여 평균값 간의 주요 차이를 산출하였다. 또한, 비가역적 전기 천공을 위한 전기 자극 후 서로 다른 염색 방법에서의 전기적 특성 및 천공 영역 간의 상관 관계는 Pearson 상관 계수 통계에 의해 산출되었다. 0.05 미만의 p값(p-value)은 통계적으로 유의미한 것으로 간주되었다. 통계 분석은 Microsoft Excel 2013 (Microsoft Co., Ltd., USA)를 사용하여 수행되었다.Results measured during electrical stimulation in these experiments are expressed as mean ± standard deviation (S.D.). One-way analysis of variance (ANOVA) was used to calculate major differences between mean values. In addition, the correlation between electrical properties and puncture area in different staining methods after electrical stimulation for irreversible electroporation was calculated by Pearson correlation coefficient statistics. A p-value of less than 0.05 was considered statistically significant. Statistical analysis was performed using Microsoft Excel 2013 (Microsoft Co., Ltd., USA).

상술한 바와 같이 본 실험들에서 전기 자극이 가해진 감자들은 전극의 노출된 영역을 기준으로 양분되도록 전극에 수직인 방향으로 절단된다. 이 때 양분된 감자의 한쪽은 TTC에 의해 염색되고, 다른 한쪽은 비교 예로써 멜라닌 생성을 위해 방치된다. 본 실험들에서는 생리 식염수에 0.5%(w/v) 농도로 TTC(Kanto Chemical Co., Ltd., Japan)가 용해된 TTC 용액에 전기 자극이 완료된 감자를 침지시켜 TTC 염색을 수행한다. 이는 본 발명의 염색 단계(S20)에 대응될 수 있다.As described above, the potatoes to which electrical stimulation is applied in these experiments are cut in a direction perpendicular to the electrode so as to be bisected based on the exposed area of the electrode. At this time, one side of the divided potato is stained by TTC, and the other side is left for melanin production as a comparative example. In these experiments, TTC staining is performed by immersing the potato after electrical stimulation in a TTC solution in which TTC (Kanto Chemical Co., Ltd., Japan) is dissolved in physiological saline at a concentration of 0.5% (w/v). This may correspond to the dyeing step (S20) of the present invention.

상술한 바와 같이 TTC 염색 또는 멜라닌 염색이 수행된 감자의 염색된 영역들 및 염색되지 않은 영역을 평가하는 데에는 ImageJ 1.53c(Wayne Rasband, 미국 국립 보건원)이 사용되었다. TTC 염색 또는 멜라닌 염색이 수행된 감자의 염색된 영역들 및 염색되지 않은 영역은 시각적으로 구분이 가능하므로 염색된 영역의 범위 측정시에는 눈금자가 이용될 수 있다. 이와 달리, TTC 염색에서 염색된 영역(11, 12) 중 상대적으로 진한 제 1 영역(11)이나 멜라닌 염색된 영역을 그 외의 영역과 명확히 구분하기 위해 학습 가능한 Weka 분할을 수행하여 이진(binary) 이미지를 만들 수 있다. 이는 본 발명의 평가 단계(S30)에 대응될 수 있다.As described above, ImageJ 1.53c (Wayne Rasband, National Institutes of Health) was used to evaluate the stained and unstained areas of potatoes subjected to TTC staining or melanin staining. Since it is possible to visually distinguish the dyed areas and the unstained areas of the potato on which TTC staining or melanin staining has been performed, a ruler may be used when measuring the range of the stained area. On the other hand, in order to clearly distinguish the relatively dark first region 11 or melanin-stained region among the regions 11 and 12 stained in TTC staining from other regions, a learnable Weka segmentation is performed to obtain a binary image. can make This may correspond to the evaluation step (S30) of the present invention.

아래의 실험들 중 아래에서 별도로 기재한 사항 외의 장비 및 조건은 상술한 바와 같다.Equipment and conditions other than those separately described below among the experiments below are as described above.

<실험 1><Experiment 1>

본 실험에서는 염색 시간에 따른 TTC 염색 및 멜라닌 염색을 비교하였다. 본 실험에 따르면, 상술한 바와 같은 장치 및 조건으로, 감자에 1000V/cm의 전계 강도의 사각 펄스를 100회 가하였다. 이 후, 상술한 바와 같은 조건으로, 감자를 절단하여 감자의 한쪽은 TTC 염색을 진행하였다. 이 때, TTC 염색은 시간이 지나 천공된 세포가 밀봉되는 것을 방지하기 위해 전기 자극이 가해진 후 5분 이내에 수행하였다. 또한, 감자의 다른 쪽은 멜라닌 생성을 위해 상온에 방치하였다. 감자의 한쪽 및 다른 한쪽의 절단된 면을 각각 염색 또는 방치 후, 2시간이 지난 시점 및 18시간이 지난 시점에 관찰하였다. In this experiment, TTC staining and melanin staining according to the staining time were compared. According to this experiment, under the device and conditions as described above, a square pulse of an electric field strength of 1000V/cm was applied to the potato 100 times. After that, under the same conditions as described above, potatoes were cut and one side of the potato was TTC stained. At this time, TTC staining was performed within 5 minutes after electrical stimulation was applied to prevent the perforated cells from sealing over time. In addition, the other side of the potato was left at room temperature for melanin production. After dyeing or leaving the cut side of one side and the other side of the potato, respectively, 2 hours passed and 18 hours had passed.

본 실험에서 가해지는 전기장에 대한 시뮬레이션에서, 전극 사이에 적용되는 외부 전계 강도는 라플라스 방정식에 의해 결정된다. 정상 상태의 전계 분포는 다음과 같은 방정식을 풀어 얻어진다.In the simulation of the applied electric field in this experiment, the external electric field strength applied between the electrodes is determined by the Laplace equation. The electric field distribution in the steady state is obtained by solving the following equation.

2φ = 02 φ = 0

여기서 φ는 전극의 길이가 전극 사이의 거리보다 크다고 가정할 때 외부에서 인가되는 전위이다. 이 때, 감자의 표면 효과는 무시된다. 전계 강도는 외부 전위의 기울기와 같이 주어진다.Here, φ is the potential applied from the outside, assuming that the length of the electrodes is greater than the distance between the electrodes. In this case, the surface effect of the potato is neglected. The electric field strength is given as the slope of the external potential.

E = ∇φE = ∇φ

여기서 적용되는 조직의 경계 조건은 φ=V0 또는 φ=0으로 정의된다. 휴지 경계는 전기적으로 절연된 것으로 가정되었다(dφ/dn = 0). 전기장은 오픈 소스 소프트웨어인 OpenFOAM(The Standard Co. Ltd., Korea)으로 개발된 EPO code TM를 사용하여 계산되었다.The boundary condition of the tissue applied here is defined as φ=V 0 or φ=0. Resting boundaries were assumed to be electrically insulated (dφ/dn = 0). The electric field was calculated using EPO code TM developed with OpenFOAM (The Standard Co. Ltd., Korea), an open source software.

도 4는 실험 1에서 염색된 감자의 모습을 보여주는 도면이다. 도 4의 A를 참조하면, TTC 염색이 수행된 절단면의 경우 염색 시간이 2시간 진행된 후에 암적색 영역 내부의 흰색 천공 영역이 명확하게 구분된다. 반면에, 방치된 지 2시간이 지난 절단면은 다소 어두워졌으나 뚜렷한 천공 영역을 구분하기 어렵다. 4 is a view showing the appearance of potatoes dyed in Experiment 1. Referring to FIG. 4A , in the case of a cross-section on which TTC staining is performed, the white perforated area inside the dark red area is clearly distinguished after the staining time has progressed for 2 hours. On the other hand, the cut surface after 2 hours of being left unattended is somewhat darkened, but it is difficult to distinguish a clear perforation area.

도 4의 B를 참조하면, TTC 염색이 수행된 절단면의 경우 염색 시간이 18시간이 진행된 후에도 중앙 영역에 염색되지 않은 죽은 세포 영역이 관찰된다. 방치된 지 18시간이 지난 후의 절단면에 천공 영역이 짙은 흑색으로 명확히 표시된다. 따라서, TTC 염색을 수행하는 경우, 멜라닌 생성을 이용하는 경우에 비해 보다 빨리 전기 천공 영역을 검출할 수 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 4B , in the case of the cross section on which TTC staining is performed, an unstained dead cell area is observed in the central area even after 18 hours of staining. The cut area after 18 hours of standing still clearly shows the perforated area in dark black. Therefore, it can be seen that when TTC staining is performed, the electroporation region can be detected faster than when melanogenesis is used.

<실험 2><Experiment 2>

본 실험에서는 전계 강도에 따른 TTC 염색 및 멜라닌 염색을 비교하였다. 본 실험에서는, 상술한 바와 같은 펄스 발생기 및 전극을 이용하여 감자에 각각 300, 600, 900, 1200 및 1500V/cm의 서로 다른 전계 강도를 가지는 사각파(Square pulse)를 32회 가하였다. 이 후, 상술한 바와 같은 조건으로, 각각의 감자를 절단하여 각각의 감자의 한쪽은 TTC 염색을 진행하였다. 이 때, TTC 염색은 시간이 지나 천공된 세포가 밀봉되는 것을 방지하기 위해 전기 자극이 가해진 후 5분 이내에 수행하였다. 또한, 각각의 감자의 다른 쪽은 멜라닌 생성을 위해 상온에 방치하였다. 감자의 한쪽 및 다른 한쪽의 절단된 면을 각각 염색 또는 방치 후 2시간이 지난 시점에 관찰하였다. In this experiment, TTC staining and melanin staining according to electric field strength were compared. In this experiment, a square wave (Square pulse) having different electric field strengths of 300, 600, 900, 1200 and 1500V/cm, respectively, was applied to the magnetic field 32 times by using the pulse generator and electrode as described above. Then, under the same conditions as described above, each potato was cut and one side of each potato was TTC stained. At this time, TTC staining was performed within 5 minutes after electrical stimulation was applied to prevent the perforated cells from sealing over time. In addition, the other side of each potato was left at room temperature for melanin production. The cut side of one side and the other side of the potato was observed at a time point 2 hours after dyeing or leaving, respectively.

도 5는 실험 2에서 염색된 감자들의 모습 및 이를 분석한 그래프를 보여주는 도면이다. 도 5의 P를 참조하면, 두 가지 염색 방법 모두에서 전압의 강도에 따라 천공된 영역의 면적이 증가한다. 대체로 TTC 염색된 감자의 염색되지 않은 영역 및 멜라닌 염색된 감자의 검은 영역이 유사한 것으로 관찰된다. TTC 염색의 경우 염색되지 않은 영역은 멜라닌 염색된 감자의 검은 영역과 전압 조건에 따라 크게 다르지 않다(P>0.005). 도 5의 Q를 참조하면, 두 염색 방법의 영역 간의 상관 관계는 피어슨(Pearson) 상관 계수 0.9789로 높음을 알 수 있다(P<0.0001). 5 is a view showing the appearance of the potatoes dyed in Experiment 2 and a graph analyzing the same. Referring to P of FIG. 5 , in both dyeing methods, the area of the perforated area increases according to the intensity of the voltage. In general, it is observed that the unstained areas of TTC-stained potatoes and the black areas of melanin-stained potatoes are similar. In the case of TTC staining, the unstained area was not significantly different from the black area of the melanin-stained potato according to the voltage conditions (P>0.005). Referring to Q of FIG. 5 , it can be seen that the correlation between the regions of the two staining methods is high with a Pearson correlation coefficient of 0.9789 (P<0.0001).

그러나 TTC 염색의 결과가 비가역적 전기 천공에서의 전계 강도별 천공 영역을 예측한 시뮬레이션에 더 가까운 결과를 보여주고 있다. 도 5의 B를 참조하면, 600V/cm에서 TTC 염색이 수행된 감자의 절단면에서 상대적으로 진하게 염색된 영역에 둘러싸인 염색되지 않은 영역이 2개로 분리되어 관찰되고 있다. However, the results of TTC staining are closer to simulations that predict the puncture area by electric field intensity in irreversible electroporation. Referring to FIG. 5B , in the cut surface of the potato on which TTC staining was performed at 600 V/cm, an unstained area surrounded by a relatively darkly stained area was separated into two and observed.

이는 도 5의 K 내지 O에 도시된 시뮬레이션의 500V/cm 선(흰색 화살표로 표시)이 둘러싼 영역과 유사하다. 600V/cm(도 5의 L)는 이전 연구에서 비가역적 전기 천공에 대한 간(Liver)의 임계치로 알려져 있다. 반면, 멜라닌 염색의 경우 시뮬레이션과 달리 도 5의 G에 도시된 바와 같이 검게 염색된 부분이 하나의 합쳐진 영역으로 관찰되어, 2개의 분리된 선에 둘러싸인 영역을 보여주는 시뮬레이션과 차이를 가짐을 알 수 있다. 따라서, TTC 염색이 수행된 감자의 절단면의 염색되지 않은 영역은 비가역적으로 전기 천공된 영역인 것으로 예측된다.This is similar to the area surrounded by the 500 V/cm line (indicated by the white arrow) of the simulation shown in K to O of FIG. 5 . 600 V/cm (L in Fig. 5) is known as the Liver threshold for irreversible electroporation in previous studies. On the other hand, in the case of melanin staining, as shown in Fig. 5G, unlike the simulation, the black-stained area was observed as one combined area, and it can be seen that it has a difference from the simulation showing the area surrounded by two separate lines. . Therefore, the unstained region of the cut surface of the potato subjected to TTC staining is expected to be an irreversibly electroporated region.

또한, 도 5의 A 내지 E에 도시된 바와 같이, TTC 염색이 수행된 감자의 절단면은, 염색된 영역이 염색되지 않은 영역을 감싸는 상대적으로 진한 영역 및 그 영역 외부의 상대적으로 연한 영역으로 구분되고 있다. 이와 달리, 멜라닌 염색이 수행된 감자의 절단면은, 도 5의 F 내지 J에 도시된 바와 같이, 검게 염색된 부분 및 염색되지 않은 영역으로만 구분되었으며, 그 외의 구분되는 영역은 관찰되지 않고 있다. In addition, as shown in FIG. 5A to E, the cut surface of the potato on which TTC staining is performed is divided into a relatively dark area in which the dyed area surrounds the undyed area and a relatively light area outside the area, and have. In contrast, the cut surface of the potato on which melanin staining was performed, as shown in F to J of FIG. 5, was divided only into a black-stained portion and an unstained region, and other distinct regions are not observed.

이 때, TTC 염색의 경우 상대적으로 진한 염색 영역은 시뮬레이션 결과의 200V/cm 선(도 5의 K 내지 O에서 노란색 화살표로 표시)과 유사한 경향을 보인다. 특히, 도 5의 B를 참조하면, TTC 염색의 경우 상대적으로 진한 염색 영역은 도 3의 L의 시뮬레이션 결과와 같이 아령 형상을 가진다. 따라서, 200V/cm가 가역적 전기 천공에 대한 간(Liver) 조직의 임계치임을 고려할 때, TTC 염색의 경우 상대적으로 진한 염색 영역은 가역적으로 전기 천공된 영역으로 예측된다. 또한, 가역적 전기 천공된 영역은 천공은 되었으나 생존한 세포가 존재하는 영역으로써 천공에 의해 미토콘드리아의 탈수소효소가 외부로 더 많이 분비되어 천공되지 않은 생존한 세포가 존재하는 영역 보다 진하게 염색되는 것으로 예측된다.At this time, in the case of TTC staining, the relatively dark staining area shows a similar tendency to the 200 V/cm line of the simulation result (indicated by yellow arrows in K to O in FIG. 5 ). In particular, referring to FIG. 5B , in the case of TTC staining, a relatively dark staining area has a dumbbell shape as shown in the simulation result of FIG. 3L . Therefore, considering that 200 V/cm is the threshold of Liver tissue for reversible electroporation, a relatively dark staining area for TTC staining is predicted as a reversibly electroporated area. In addition, the reversible electroporated region is a region where perforated but surviving cells are present. Due to the perforation, more mitochondrial dehydrogenase is secreted to the outside, and it is predicted to be stained darker than the region in which non-perforated surviving cells exist. .

<실험 3><Experiment 3>

본 실험에서는 실험 2에서 산출 또는 측정되는 전류 및 컨덕턴스 변화율에 따른 TTC 염색 및 멜라닌 염색을 비교하였다. 여기서 전류는 전기자극 펄스가 가해졌을 때 흐르는 전류이며, 컨덕턴스 변화율은 전기적으로 자극이 가해진 조직에서 세포 손상의 정도를 나타내는 10Hz에서의 컨덕턴스 변화율이다. In this experiment, TTC staining and melanin staining according to the current and conductance change rates calculated or measured in Experiment 2 were compared. Here, the current is the current flowing when the electrical stimulation pulse is applied, and the conductance change rate is the conductance change rate at 10 Hz, which indicates the degree of cell damage in the electrically stimulated tissue.

도 6은 실험 3에서 서로 다른 염색 방법에 의한 염색된 영역을 분석한 그래프 및 히트맵을 보여주는 도면이다. 도 6의 A를 참조하면, 전류와 TTC 염색시 염색되지 않은 영역(비가역적으로 전기 천공된 영역으로 예측되는 영역, TTC IRE area) 간의 상관 관계는 피어슨 상관 계수가 0.9566(P<0.0001)이다. 반면, 도 6의 C를 참조하면, 전류와 멜라닌 염색 영역 사이의 피어슨 상관 계수는 0.9493(P<0.0001)이다. 따라서, TTC 염색 방법의 경우 염색되지 않은 영역이 멜라닌 염색 방법의 경우에 비해 전류와 조금 더 높은 상관 관계를 가짐을 알 수 있다.6 is a view showing a graph and a heat map analyzed in the area stained by different staining methods in Experiment 3; Referring to FIG. 6A , the correlation between the current and the unstained area (region predicted as an irreversibly electroporated area, TTC IRE area) during TTC staining has a Pearson correlation coefficient of 0.9566 (P<0.0001). On the other hand, referring to FIG. 6C, the Pearson correlation coefficient between the current and the melanin staining region is 0.9493 (P<0.0001). Therefore, in the case of the TTC staining method, it can be seen that the unstained area has a slightly higher correlation with the current than in the case of the melanin staining method.

또한, 도 6의 B를 참조하면, 10Hz의 컨덕턴스 변화율과 TTC 염색시 염색되지 않은 영역 간에는 피어슨 상관 계수 0.9209(P<0.0001)의 상관 관계를 갖는다. 반면, 도 6의 D를 참조하면, 컨덕턴스 변화율과 멜라닌 염색 영역 간에는 피어슨 상관 계수 0.9086(P<0.0001)의 상관 관계를 가진다. 따라서, TTC 염색 방법의 경우의 염색되지 않은 영역이 멜라닌 염색 방법의 경우에 비해 컨덕턴스 변화율과 조금 더 높은 상관 관계를 가짐을 알 수 있다. In addition, referring to FIG. 6B , there is a correlation of a Pearson correlation coefficient of 0.9209 (P<0.0001) between the conductance change rate of 10 Hz and the unstained region during TTC staining. On the other hand, referring to D of FIG. 6 , there is a correlation between the conductance change rate and the melanin staining region with a Pearson correlation coefficient of 0.9086 (P<0.0001). Therefore, it can be seen that the unstained area in the case of the TTC staining method has a slightly higher correlation with the conductance change rate than in the case of the melanin staining method.

도 6의 E의 히트맵(Heat map)의 결과는 변수들 간의 상관 계수 값을 보여준다. 도 6의 E의 히트맵을 참조하면, 가역적 전기 천공 영역일 것으로 예측되는 TTC 염색시 상대적으로 진하게 염색되는 영역(TTC RE)의 경우 외의 다른 변수들 간에는 0.85보다 높은 피어슨 상관 계수 값을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, TTC 염색 시 염색되지 않은 영역의 경우 멜라닌 염색 영역에 비해, 전류 및 컨덕턴스 변화율 간에 높은 피어슨 상관 계수 값을 가지는 것을 알 수 있다.The result of the heat map E of FIG. 6 shows correlation coefficient values between variables. Referring to the heat map of FIG. 6E , it can be seen that the Pearson correlation coefficient value is higher than 0.85 among other variables except for the relatively darkly stained area (TTC RE) during TTC staining, which is predicted to be a reversible electroporation area. can In addition, it can be seen that the non-stained region during TTC staining has a higher Pearson correlation coefficient value between the current and the conductance change rate compared to the melanin-stained region.

<실험 4><Experiment 4>

본 실험에서는 비가역적 전기 천공 처리 후 TTC 염색 전까지의 시간이 다른 TTC 염색 간을 비교하였다. 본 실험에서는 상술한 바와 같은 펄스 발생기 및 전극을 이용하여 두 개의 감자에 각각 1000V/cm의 전계 강도를 가지는 사각파(Square pulse)를 100회 가하였다. 이 후, 상술한 바와 같은 조건으로, 각각의 감자를 절단하여, 하나의 감자의 한쪽 및 다른 하나의 감자의 한쪽은 전기 자극 후 5분 내에 TTC 염색을 진행하였고, 하나의 감자의 다른 한쪽 및 다른 하나의 감자의 다른 한쪽은 전기 자극 후 21시간 후에 TTC 염색을 진행하였다. In this experiment, the time between irreversible electroporation treatment and TTC staining was compared between TTC staining. In this experiment, a square pulse having an electric field strength of 1000V/cm, respectively, was applied to two magnetic fields 100 times by using the pulse generator and electrode as described above. Then, under the same conditions as described above, each potato was cut, and one side of one potato and one side of the other potato were subjected to TTC staining within 5 minutes after electrical stimulation, and the other side of one potato and the other The other side of one potato was subjected to TTC staining 21 hours after electrical stimulation.

도 7은 실험 4에서 염색된 감자들의 모습을 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 비가역적 전기 천공을 위한 전기 자극이 완료된 후 5분 이내에 TTC 염색이 수행된 감자의 경우에는 도 7의 A 및 B에 도시된 바와 같이 상대적으로 진하게 염색되는 영역이 생성된다. 비가역적으로 전기 천공된 영역이 가역적으로 전기 천공된 영역으로 둘러싸여 있기 때문에 이와 같이, 상대적으로 진하게 염색되는 영역은 가역적으로 전기 천공된 영역으로 예측된다. 7 is a view showing the appearance of potatoes dyed in Experiment 4. Referring to FIG. 7 , in the case of potatoes in which TTC staining is performed within 5 minutes after electrical stimulation for irreversible electroporation is completed, a region that is relatively darkly stained is generated as shown in A and B of FIG. 7 . As the irreversibly electroporated region is surrounded by the reversibly electroporated region, such a relatively heavily stained region is predicted to be a reversibly electroporated region.

이와 달리, 전기 자극이 완료된 후 21시간이 지나 TTC 염색이 수행된 감자의 경우에는 도 7의 C 및 D에 도시된 바와 같이 상대적으로 진하게 염색되는 영역이 생성되지 않고 있다. 이는 일반적으로 전기 천공된 후 살아있는 세포의 경우 세포막이 다시 밀봉되는데 5분 이상의 시간이 소요되어, TTC 염색 전에 세포가 밀봉되는 충분한 시간인 21시간이 주어지는 도 7의 C 및 D와 같은 경우에는 미토콘드리아의 탈수소효소가 다량 분배되지 않아 진하게 염색되지 않기 때문인 것으로 예측된다. 또한, 전기 자극 후 21시간이 지난 후 TTC 염색되는 경우에는 연하게 염색되는 영역 및 염색이 되지 않는 영역은 명확히 구분된다. 따라서, 이러한 결과는 상대적으로 진하게 염색되는 영역이 가역적 전기 천공 영역임을 간접적으로 보여준다.On the other hand, in the case of potatoes that have been TTC-stained 21 hours after the completion of the electrical stimulation, as shown in C and D of FIG. 7 , a relatively darkly stained region is not generated. In general, it takes more than 5 minutes for the cell membrane to be re-sealed in the case of living cells after electroporation, so that, before TTC staining, it takes 21 hours, which is sufficient time to seal the cells, in the case of C and D of FIG. 7 , in the case of mitochondria. It is predicted that this is because the dehydrogenase is not distributed in a large amount and the dye is not darkly colored. In addition, in the case of TTC staining after 21 hours of electrical stimulation, a light-dyed area and a non-stained area are clearly distinguished. Therefore, these results indirectly show that the relatively darkly stained region is the reversible electroporation region.

<실험 5><Experiment 5>

본 실험에서는 실험 2에서와 같이 전계 강도를 다르게 하여 TTC 염색 및 멜라닌 염색을 수행하되, TTC 염색 시간 및 상온에 방치되는 시간에 따른 감자의 염색 영역들을 비교하였다. In this experiment, TTC staining and melanin staining were performed by varying the electric field intensity as in Experiment 2, but the dyeing areas of potatoes according to the TTC staining time and the time left at room temperature were compared.

도 8은 실험 5에서 염색 시간 및 방치 시간에 따른 염색된 감자들의 모습을 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 상온에 방치하여 생성되는 멜라닌에 의한 염색을 이용하는 방법의 경우에는 200V/cm의 낮은 전계 강도에서도 염색 영역이 구분되기 위해서는 7시간 이상의 긴 방치 시간이 요구되며, 모든 전계 강도에서 보다 선명한 영역 구분을 위해서는 12시간 이상이 요구되는 것을 알 수 있다. 이와 달리, TTC 염색 방법의 경우에는 TTC 염색이 1시간 동안 진행된 경우에도 염색된 영역 구분이 가능하며, 모든 전계 강도 영역에서 보다 선명한 영역 구분이 가능하기 위해서는 2시간 이상의 염색 시간이 요구되는 것을 알 수 있다. 8 is a view showing the appearance of the dyed potatoes according to the dyeing time and leaving time in Experiment 5. Referring to FIG. 8, in the case of a method using dyeing by melanin generated by leaving it at room temperature, a long standing time of 7 hours or more is required to distinguish the dyeing area even at a low electric field intensity of 200 V/cm, and at all electric field strengths It can be seen that 12 hours or more are required for clearer region division. On the other hand, in the case of the TTC staining method, it is possible to distinguish the stained area even when TTC staining has been performed for 1 hour, and it can be seen that a staining time of 2 hours or more is required for clearer area division in all electric field strength areas. have.

따라서, 본 발명의 전기 천공 영역 검출 방법과 같이 TTC 염색 방법을 이용하는 경우에는 전기 자극을 가한 후 5분 내에 염색을 시작하여 바람직하게는 2시간 이상 염색을 진행하면 영역 구분이 가능하므로 종래 멜라닌 염색 방법에 비해 빠른 시간 내에 전기 천공 영역을 검출할 수 있다.Therefore, in the case of using the TTC staining method as in the electroporation area detection method of the present invention, staining is started within 5 minutes after applying the electrical stimulation and preferably, if the staining is performed for 2 hours or more, the area can be distinguished, so the conventional melanin staining method The electroporation region can be detected in a shorter time compared to

또한, 앞선 실험들에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 전기 천공 영역 검출 방법의 경우 TTC를 이용하여 염색을 진행함으로써 비가역적 천공 영역 뿐 아니라 가역적 천공 영역 또한 검출 가능하다. 따라서, 비가역적 전기 천공법에 대한 실험 뿐 아니라 가역적 전기 천공법에 대한 실험에 감자 모델을 적용 가능하다.In addition, as shown in the previous experiments, in the case of the electroporation region detection method of the present invention, not only the irreversible puncture region but also the reversible puncture region can be detected by performing staining using TTC. Therefore, it is possible to apply the demagnetization model not only to the experiments on the irreversible electroporation method, but also to the experiments on the reversible electroporation method.

또한, 동일한 감자가 둘로 절단된 각 조각을 보여주는 도 3의 C 및 D를 참조하면, 기존의 멜라닌 염색 방법의 경우 감자 내부의 수질(Medulla) 조직에 영향을 받아 감자에 따라 멜라닌으로 염색된 영역이 천공 영역을 제대로 나타내지 못할 수 있다. 이와 달리, 도 3의 D와 같이, 본 발명의 전기 천공 영역 검출 방법과 같이 TTC를 이용하는 경우에는 감자 내부의 수질 조직에 영향을 받지 않는다. 따라서, 이 결과는 본 발명의 전기 천공 영역 검출 방법과 같이 TTC를 이용하는 경우 멜라닌을 이용하는 경우에 비해 정확한 천공 영역을 검출할 수 있다.In addition, referring to C and D of FIG. 3 showing each piece of the same potato cut in two, in the case of the conventional melanin staining method, the area stained with melanin depending on the potato is affected by the medulla tissue inside the potato. It may not properly represent the perforated area. On the other hand, as shown in D of FIG. 3, when using TTC as in the electroporation area detection method of the present invention, the water quality inside the potato is not affected. Therefore, this result can detect the perforated area more accurately than when using melanin when using TTC as in the electroporation area detection method of the present invention.

상술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술한 실시 예들 이외에도, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.The above are specific embodiments for carrying out the present invention. In addition to the above-described embodiments, the present invention may include simple design changes or easily changeable embodiments. In addition, the present invention will include techniques that can be easily modified and implemented using the embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, and should be defined by the claims and equivalents of the claims of the present invention as well as the claims to be described later.

10: 감자
11: TTC에 의해 상대적으로 진하게 염색된 제 1 영역
12: TTC에 의해 상대적으로 연하게 염색된 제 2 영역
13: TTC에 의해 착색되지 않은 제 3 영역
10: Potatoes
11: First region relatively heavily stained by TTC
12: second region relatively lightly stained by TTC
13: third area not colored by TTC

Claims (4)

질량이 240g이고, 길이가 80mm이며, 길이 방향과 수직인 방향에 대해 가장 긴 너비가 60mm인 감자에 한쌍의 전극을 삽입하여 전기 자극을 가하는 전기 자극 단계;
상기 전기 자극 단계가 수행된 감자를 TTC(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride)를 이용하여 염색하는 염색 단계; 및
상기 염색 단계가 완료된 감자에서 염색된 영역을 제 1 및 제 2 영역으로 구분하되, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다 진하게 염색된 영역이고, 상기 제 1 영역 및 염색되지 않은 제 3 영역은 전기 천공 영역으로 평가하되, 상기 제 1 영역은 가역적 전기 천공 영역으로 평가하고, 상기 제 3 영역은 비가역적 전기 천공 영역으로 평가하는 평가 단계를 포함하고,
상기 전기 자극 단계에서, 상기 전극은, 피복으로부터 노출된 영역은 끝단으로부터 15mm 길이이고 직경이 1mm인 스테인리스 스틸 재질의 바늘 전극으로 제공되고, 서로 평행이 되고 끝단이 상기 바늘 전극의 길이 방향에 대해 서로 동일한 위치에 놓이고 피복으로부터 노출된 영역 전체가 상기 감자 내에 위치되도록, 상기 감자에 삽입되며, 상기 전극 간에 100μs의 펄스 폭 및 2000μs의 펄스 지연의 사각파를 복수회 가하고,
상기 평가 단계에서는, 상기 제 1 영역을 그 외의 영역과 명확히 구분하기 위해 학습 가능한 Weka 분할을 수행하여 이진 이미지(binary image)로 만들고, 상기 제 1 영역은 상기 전극 간에 전기 자극이 인가될 때 전계 강도가 200V/cm 이상 500V/cm 미만인 영역으로 평가하고, 상기 제 3 영역은 상기 전극 간에 전기 자극이 인가될 때 전계 강도가 500V/cm 이상인 영역으로 평가하는 전기 천공 영역 검출 방법.
An electrical stimulation step of applying electrical stimulation by inserting a pair of electrodes into a potato having a mass of 240 g, a length of 80 mm, and the longest width of 60 mm in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
A dyeing step of dyeing the potato on which the electrical stimulation step has been performed using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride (TTC); and
In the potato on which the dyeing step is completed, the dyed region is divided into first and second regions, wherein the first region is a region dyed darker than the second region, and the first region and the undyed third region are an evaluation step of evaluating as a perforated region, wherein the first region is evaluated as a reversible electroporation region, and wherein the third region is evaluated as an irreversible electroporation region,
In the electrical stimulation step, the electrode, the area exposed from the sheath is provided with a needle electrode made of stainless steel with a length of 15 mm from the tip and a diameter of 1 mm, parallel to each other and the tip to each other in the longitudinal direction of the needle electrode. A square wave of 100 μs pulse width and 2000 μs pulse delay is applied multiple times between the electrodes, which is inserted into the potato so that it is placed in the same position and the entire exposed area from the sheath is located within the potato,
In the evaluation step, in order to clearly distinguish the first region from other regions, a learnable Weka segmentation is performed to make a binary image, and the first region is the electric field strength when electrical stimulation is applied between the electrodes. is evaluated as a region of 200V/cm or more and less than 500V/cm, and the third region is an electroporation region detection method in which an electric field strength is evaluated as a region of 500V/cm or more when electrical stimulation is applied between the electrodes.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 염색 단계는 상기 전기 자극 단계가 완료된 후 5분 이내에 수행되는 전기 천공 영역 검출 방법.
The method of claim 1,
The staining step is an electroporation area detection method that is performed within 5 minutes after the electrical stimulation step is completed.
제 1 항에 있어서,
상기 TTC 용액은 생리 식염수를 용매로 0.5%(w/v) 농도로 제공되고,
상기 염색 단계에서는 상기 전기 자극 단계가 수행된 감자를 상기 TTC 용액에 1시간 이상 침지시키는 전기 천공 영역 검출 방법.
The method of claim 1,
The TTC solution is provided at a concentration of 0.5% (w/v) in physiological saline as a solvent,
In the dyeing step, the electroporation area detection method of immersing the potato on which the electrical stimulation step is performed in the TTC solution for at least 1 hour.
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