• KSBB Journal
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• 제24권1호
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• pp.1-8
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• 2009

현재까지 연구 개발된 바이오칩 및 센서의 경우에는 생체분자 상호작용의 분석을 수행하기 위해서 효소나 형광 물질 등과 같은 표지물질을 생체분자에 주입할 필요성이 있었다. 이러한 표지작업은 단백질 등과 같이 고차구조를 형성하는 생체분자에 있어서 그 분자인식능을 저하시키는 문제가 발생하게 된다. 그리고 표지작업은 일련의 조작이 필요하기 때문에 조작의 복잡성을 띄게 되고, 간편성을 저해하는 문제가 발생하게 되며, 분석 결과를 얻기 위해서는 장시간을 필요로 하게 된다. 또한, 생체분자 상호작용의 분석에 적용되는 측정장치도 대형화하게 되어 온사이트 모니터링에 이용하기 어렵다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 비표지로 생체분자의 상호작용 분석이 가능한 SPR 광학특성, QCM 및 전기화학법 등을 이용한 비표지 바이오칩 및 센서가 개발되었다. 하지만 표지 바이오칩 및 센서와 마찬가지로 장치의 대형화 및 복잡화, 간편성 및 감도 등에 문제가 있었다. 따라서 지금까지 개발되어진 표지 및 비표지 바이오칩의 문제들을 해결하기 위해서 나노구조에서만 발현되는 새로운 광학특성인 LSPR을 기반으로 하는 새로운 형태의 코어-쉘 구조 나노입자 바이오칩이 제작되었다. 코어-쉘 나노입자 바이오칩의 표면에 수직방향으로부터 입사광을 조사하고 바이오칩 표면으로부터 반사된 반사광을 검출기로 검출하여 흡수 스펙트럼을 소형의 분광기로 해석함으로서 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서를 완성하였다. 또한 단백질 항원-항체 반응에 대한 비표지 검출 및 정량특성을 평가한 결과, 감도, 간편성, 유연성, 폭넓은 응용성 등에 양호한 특성을 확인할 수 있었다. 이상에서 살펴본 바와 같이, 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서는 생체분자 상호작용의 분석에 많이 이용되고 있는 단백질, DNA, 세포 등의 생체분자에 유연하게 대처할 수 있을 것으로 생각되어지며, 그 밖에 의료, 식품분석, 환경 및 공정 모니터링 등 분야에 폭넓게 이용될 것으로 기대되고 있다. 또한 본 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서는 소형으로 저렴한 분광기를 이용하여 측정을 실시하고 있기 때문에 온사이트 모니터링에의 적용도 가능할 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.571-580
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• 2009

실시간 측정 및 이동성이 자유로운 칩 형태의 바이오센싱 원천 기술개발은 잔류 농약 검출을 비롯하여 생 유기 물질 분석에 유용하게 활용되어 환경과학, 식품과학, 의학진단, 신약개발 등의 연구 및 응용분야에 큰 기여를 할 것으로 예상된다. 본 총설에서는 유기인계/카바메이트계 농약 검출의 중요성을 토대로 최근 개발된 광학 바이오칩 센서와 이를 통해 응용된 농약검출방법에 관련한 국내 외 기술개발 동향 및 발전가능성에 대해서 서술하고자 하며, 더 나아가 바이오칩 센서에 다양한 나노소재 및 마이크로 나노 공정 기술을 융합함으로써 소형화가 용이하고, 더욱 우수한 감도와 선택성을 갖는 유기인계/카바메이트계 농약 맞춤형 나노융합 바이오칩 센서 개발연구에 대해 논의하고자 한다.

• 기술혁신학회지
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• 제13권2호
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• pp.252-281
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• 2010

2008년 기술수준평가 대상기술 중 하나인 '바이오칩 센서기술'은 바이오 분야의 중점과학기술로서 세 가지 세부기술로 구성되어있다. 본 평가에서는 앞선 다른 수준평가의 한계를 극복하기 위하여 델파이와 함께 동태적 방법론(기술성장모형)을 분석틀로 사용하였다. 그 결과 바이오칩 센서기술은 '궁극의 기술'을 기준으로 한국 51.5%, 최고선진국(미국) 75.1%, 두 국가의 기술격차는 6.1년으로 분석되었으며, 5년 후에는 각각 60.1%, 78.4%, 4.3년이 될 것으로 예측되었다. 바이오 분야의 다른 기술과 비교했을 때, 해당 기술은 수준격차가 상대적으로 작았으며, 격차 역시 빠르게 좁혀질 것으로 나타났다. 이러한 특징은 세부기술 수준에서도 마찬가지였다. 설문 분석 결과 해당 기술의 강점은 전문인력 및 연구자금의 효과에 기인하는 것으로 나타났으며, 기초지원의 미비가 취약한 측면으로 지적되었다. 그 외에 이 기술이 상대적으로 신흥 분야이며, 집중적인 연구 활동이 이뤄지고 있다는 점 역시 높은 기술 수준의 요인으로 볼 수 있다. 따라서 바이오칩 센서 기술의 발전을 위해서는 이러한 강점을 더욱 지원하고, 약점을 보완하는 정책 방안이 필요할 것이다.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.371-377
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• 2007

나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.645-651
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• 2018

한국인의 암 사망률 1위를 차지하는 폐암은 발견되기 전까지 별다른 증상이 없어 환자는 병을 쉽게 인지하지 못하고, 기존의 진단법 또한 초기단계에는 적용이 어렵다. 해결책으로서, 분자수준에서의 체액분석을 폐암진단에 도입하는 방안이 제시되고 있다. 이를 위한 분석기기 가운데 대표적으로는 칩 기반 바이오센서가 있으며, 이 센서의 큰 장점으로는 고가의 분석장비나 숙련된 분석인력이 없이도 현장에서의 진단이 가능하다는 점이다. 본 미니총설에서는 폐암 진단에 활용가능한 혈액 내 바이오마커와 바이오칩 센서의 연구현황을 소개하고 이들의 발전가능성에 대해 논의하고자 한다.

• IT SoC Magazine
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• 통권16호
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• pp.51-54
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• 2006

융합기술이 향후 미래를 이끌 핵심 기술로 떠오르고 있다. 특히 IT.BT 융합기술은 향후 새로운 기술혁명을 주도할 수 있는, 사회 전반에 파급효과가 큰, 세계경제의 신성장동력으로 주목받고 있다. IT.BT융합 기술은 바이오인포매틱스, 바이오전자, 생체정보인터페이스, 생체정보보호, 바이오컴퓨터 등으로 구분할 수 있고 그 영역이 매우 광범위하다. 여기에서는 바이오전자 가운데 융합 부품으로 구분할 수 있는 바이오칩과 바이오센서 분야의 사업동향을 살펴보고자 한다.

• KSBB Journal
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• 제20권2호
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• pp.123-128
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• 2005

효율적인 바이오칩을 개발을 위해 칩 표면에 생체 물질들의 상호반응이 효과적으로 일어날 수 있는 센싱 표면의 조성과 항원-항체 반응과 같은 생체인식 반응을 정량적 신호로 전환하는 방법에 대해 연구하였다. 전기화학식 센서의 표면을 개선하기 위해 폴리아미도아민 덴드리머를 가교 물질로 도입하였다. 생체 분자들의 인식작용을 정량적인 신호로 전환하기 위해 전형적인 면역조직화학분석에서 사용된 반응들을 바이오센서에 적용한 방법론을 사용하였다 효소에 의해 촉매되는 신호화 방법은 면역반응들에 대하여 광학식 센서와 전기화학식 센서에서 공히 수행되었으며, 매우 정량적인 신호로 측정되었다. 측정된 신호들로부터 단백질 농도에 비례하는 검량곡선을 획득할 수 있었으며 다양한 면역 샘플에 대한 적용 가능성을 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.25-35
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• 2000

• 정보와 통신
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• 제25권6호
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• pp.33-39
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• 2008

본고에서는 최신 과학기술 분야의 화두가 되고 있는 생명공학(BT)과 정보통신(IT)의 융합기술에 대해서 소개한다. 대표적인 기술로 바이오인포매틱스, 바이오칩, 바이오센서, 그리고 이들의 총체적인 기술인 유비쿼터스 헬스케어 시스템에 대해서 알아본다. BT, IT 융합기술을 통해 과학기술 분야에 새로운 연구분야와 효율적인 분석 기술을 제공해줌으로써, 인류의 건강에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.247-247
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• 2010

전계효과 트랜지스터를 이용한 바이오센서는 하나의 칩 위에 많은 센서 소자를 집적할 수 있으므로, 같은 종류의 센서를 다수 배열함으로써 다차원화할 수 있고, 다른 종류의 센서를 여러개 배열함으로써 다기능화할 수 있다. 또한 지능회로와 함께 집적하여 지능화하거나, 관련회로 및 장치들을 함께 집적함으로써 시스템화할 수 있기 때문에 최첨단 센서로 각광을 받고 있다. 그러나, 전계효과 트랜지스터를 이용한 바이오센서는 게이트 영역에 생체 분자를 고정시키는 것이 어렵고, 고정되더라도 생체 분자의 양이 미량이어서 재현성이 떨어지며, 생체 분자가 발생시키는 시그널이 적어 전류 세기 변화에 대한 검출감도가 저하되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 반도체 리소그래피 공정을 이용하여 생체 분자를 물리 화학적 처리 없이 게이트 영역에 집중적으로 고정시킬 수 있는 기술에 대해 연구하였다. 산화막이 증착된 기판 위에 포토레지스트를 도포한 뒤 리소그래피공정을 이용하여 패터닝 하였으며 기판 위에 human embryonic kidney(HEK)-293 세포를 배양하였다. 연구결과, 친수성인 포토레지스트보다 소수성인 산화막 영역에 다수의 세포가 선택적으로 집중 배양됨을 확인하였다. 따라서 본 연구결과를 바이오센서에 적용할 경우 센서의 검출감도를 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.