• 전자통신동향분석
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• 제28권5호
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• pp.57-71
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• 2013

바이오센서 산업은 국민 삶의 질을 향상시키고 미래 국가 경쟁력을 증진시킬 수 있다는 기대 속에 고부가가치 산업 육성을 제고할 수 있는 분야로 주목 받고 있는 가운데, 실시간 진단, 고감도화, 소형화를 위한 집적화, 저가격화, 다기능화 등에 대한 이슈가 지속적으로 제기되고 있다. 이러한 이슈들을 해결할 수 있는 대안 기술로써, 높은 Q 지수를 갖는 광 마이크로 공진기에 대한 관심이 높아지고 있으며, 최근의 성공적인 연구 결과들은 차세대 미세 바이오 센서 시스템 구현과 실용화의 가능성을 높여주고 있다. 특히, 단일 분자 및 나노 입자까지도 측정 가능한 고감도의 무표지 센서 기술은 특성은, 각종 감염성 질환 및 암표지자의 실시간 조기 진단과 개인별 맞춤 치료, 환경 유해물질 검출, 신약물질 발굴 등 새로운 시장창출에 대한 기대감을 증폭시키고 있다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제29권10호
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• pp.3-10
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• 2016

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.956-962
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• 2008

바닷속과 같은 수중에서 1개의 광섬유에 다량의 배열형 광센서를 접속하여 광범위한 영역에서의 원격 측정도 가능한 광 CDMA 기반 광섬유 센서를 이용한 음파탐지 시스템을 제안한다. 그리고 제안 시스템에서 잡음특성을 이론적으로 분석하고 컴퓨터 시뮬레이션에 의하여 그 결과를 분석한다. 광 CDMA 기반 광섬유 센서를 이용한 음파탐지 시스템에서 센서의 측정 시간을 증가시키면 종래의 WDMA 방식을 적용할 경우 보다 많은 광센서가 접속 가능한 것을 알 수 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.436-436
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• 2014

본 연구에서는 전 세계적으로 활발히 연구되고 있는 나노바이오센서 분야 중 가장 주목을 받고 있는 LSPR 원리를 이용한 바이오센서를 제작하였다. 금속 나노입자의 국소 표면 플라즈몬 공명현상에 의한 주위환경에 민감하게 반응하는 특성은 고감도 광학형 바이오센서, 화학물질 검출 센서등에 응용된다. 특히 금 나노막대와 같은 1차 나노구조물은 나노막대의 주변 환경 변화에 따라 뚜렷한 플라즈몬 흡수 밴드 변화를 나타냄으로 센서로 적용 했을 때 고감도의 측정이 가능하다. 본 연구에서는 다공성인 알루미늄 양극산화 박막 주형틀을 이용하여 다양한 종횡비를 가지는 금 나노막대를 합성하고, 나노막대 어레이 형태의 박막을 제작하였다. 금 나노막대의 합성은 알루미늄 양극산화막을 사용한 주형제조 방법(template method)을 사용하는 전기화학 증착법을 사용하였다. 우선 부도체인 알루미늄 양극 산화막의 한쪽면을 열증착 장비를 사용하여 금을 증착하여 작업 전극(working electrode)을 형성하였다. 백금 선(platinum wire)을 보조 전극(counter electrode)으로 사용하고 Ag/AgCl 전극을 기준 전극(reference electrode)으로 사용하여 삼전극계(three-electrode system)를 형성하였으며, 금 도금 용액(orotemp 24 gold plating solution, TECHNIC INC.)을 사용하여, 800 mV 전압에서 금 나노 막대를 합성하였다. 금 나노막대의 길이는 테플론 챔버를 통과한 전하량 또는 전기 증착 시간에 비례하여 결정된다. 금 나노막대를 성장시킨 알루미늄 양극산화막을 실리콘 웨이퍼에 은 페이스트를 사용하여 고정시킨 후 수산화나트륨 (NaOH)용액을 사용하여 알루미늄 양극산화막을 녹여내어 수직방향으로 정렬되어 있는 나노 막대 어레이 박막을 제조 하였다. 또한 제작된 금 나노막대 어레이의 광학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서와 같이 나노막대를 직경방향으로 측정할 경우, 직경방향의 transverse mode만 측정된다. 금 나노 막대가 알루미늄 양극산화막 안에 포함된 상태로 측정된 금 나노로드 어레이 박막의 광 스펙트럼 분포는 금 나노막대의 가시광영역에서의 흡수 스펙트럼을 측정하였을시 직경 및 길이에 따라 transverse mode의 ${\lambda}$ max (최대 흡광)의 위치가 변화됨을 나타낸다. 실험 결과를 바탕으로 나노막대의 종횡비가 증가함에 따라 흡수 스펙트럼의 transverse mode ${\lambda}$ max가 미약하게 단파장 영역으로 이동하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 원기둥 형태의 금 나노막대의 흡수 스펙트럼에 대한 이론적인 예측과 부합한다. 바이오센서로의 적용 가능성을 확인하기 위하여 자기조립단분자막을 형성하여 항체를 고정하고 CRP에 대한 응답특성을 평가하였다. CRP 항원-항체의 면역반응에 대한 실험 결과 CRP 항원의 농도가 증가함에 따라 넓은 측정범위에서 선형적으로 흡광도가 증가하는 결과를 나타내었으며, CRP 10 fg/ml의 농도까지 검출할 수 있었다. 센서의 선택성을 확인하기 위하여 감지하고자하는 대상물질이 아닌 Tn T 항원을 감지막에 반응시켜 흡광도 변화를 분석하였다. 결과적으로 제작된 센서칩은 선택성을 가지고 측정하고자하는 물질에만 반응함을 확인하였다. 이러한 결과는 다양한 직경을 사용한 부가적인 LSPR현상의 연구에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.129-134
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• 2022

버섯형 이중 격자 구조의 공진 바이오센서가 TE 편광 하의 근적외선 (NIR) 파장 범위에서 동작하도록 설계되었다. 정확한 MTLT (modal transmission-line theory)를 적용하여 광학적 특성을 결정하고, 격자 구조의 기하학적 매개변수를 변경하여 격자 구조의 반사 공진을 분석하였다. 수치 해석적 분석 결과, 단일층 격자 구조에서는 발생하지 않는 여기된 날카로운 Fano 공명 (FR)이 발생하였다. 설계된 구조에서 FR의 발생을 입증하기 위하여 이중 격자의 구조 매개변수와 반사 스펙트럼 사이의 관계를 자세하게 조사하였다. 제안된 구조를 기반으로 잠재적 감도가 112.9~214.3 deg/RIU, 그리고 447 nm/RIU인 광 바이오센서가 설계되었다. 제안된 버섯형 구조는 광범위한 응용 분야를 가진 광바이오센서 설계에 대한 좋은 표본으로 이용할 수 있다.

• 한국농공학회지
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• 제56권2호
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• pp.52-63
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• 2014

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제37권1호
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• pp.18-28
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• 2024

• 한국광학회지
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• 제16권5호
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• pp.433-439
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• 2005

백색 광원과 컬러 센서를 이용하여 바이오 센서의 발색 정도를 측정하는 측정기를 개발하였다. 컬러 센서의 적색, 녹색 및 청색영역의 빛의 세기를 비율로 나타냄으로서, 조사 광의 세기가 변하는 경우에도 안정적인 분광 정보를 얻을 수가 있었고, 바이오 센서의 화학적 처리 과정에서 발생하는 수막 등의 영향에 의한 오차를 감소시킬 수 있다. 바이오 센서의 발색 변화율이 작은 경우 컬러 센서의 각 영역에 대한 증폭률을 조정하는 것만으로 시스템의 민감도를 향상 시킬 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제30권2호
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• pp.59-66
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• 2019

$2^{\circ}$ 기울어진 산화막 코팅 실리콘 기판의 바이오칩과 프리즘으로 제작한 바이오센서와 검광자 회전 타원편광계를 이용하여 심근경색 생체표지자인 미오글로빈과 cTnI의 진단 농도를 수백 초 내에 실시간 초고감도로 측정하는데 성공하였다. 러닝 버퍼로는 순수한 phosphate buffered saline (PBS) 또는 PBS에 10% 인간 혈청을 섞은 러닝 버퍼를 사용하였다. PBS 조건에서는 미오글로빈과 cTnI가 각각 1 ng/mL와 5 pg/mL로 측정되었으며, PBS에 인간 혈청을 10% 섞은 조건에서는 미오글로빈과 cTnI는 각각 1 ng/mL과 1 pg/mL로 측정되었다. 이러한 심근경색 생체표지자의 진단 농도는 현재 제시된 세계보건기구의 심근경색 진단 기준 농도보다 미오글로빈은 1/15배 낮고, cTnI는 1/80배 낮다.

• 전자공학회지
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• 제32권8호
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• pp.46-51
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• 2005