• 공업화학
• /
• 제33권5호
• /
• pp.451-458
• /
• 2022

반도체 양자점은 우수한 형광 특성을 가진 광학 탐침자로 생명-의학 영상화 기술 및 바이오센싱 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 양자점은 넓은 광흡수 에너지띠, 좁은 형광 에너지띠와 같은 광학 특성을 가지므로 서로 다른 형광 파장을 지닌 양자점을 조합해 다종의 신호를 생성할 수 있도록 구성하면 복수의 바이오마커를 동시에 검출할 수 있다. 본 총설에서는 이와 같은 다중 검출 분석법에서의 양자점 및 이에 기반한 양자점 나노비드가 가지는 장점과 활용 사례를 기술하고 다중 형광 바이오마커 검출법의 최근 개발 동향 및 개선사항을 요약 정리하였다. 특히 양자점을 활용한 형광-결합 면역흡착 분석법, 양자점 나노비드를 이용한 면역크로마토그래피 분석법 등 면역 분석법에서의 신호 전환 소재 디자인을 중심으로 최근의 연구 결과를 검토하였다. 정확성과 민감도가 우수한 다중 바이오마커 검출 기술이 확보된 데이터를 처리하고 해석하는 인공지능 알고리즘과 결합될 경우 질병의 조기 진단을 포함한 다양한 분야에 활용가능한 새로운 검출 플랫폼의 개발로 이어질 것으로 기대된다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제19권8호
• /
• pp.891-898
• /
• 2008

본 논문에서는 인터디지털 커패시트 기반의 단일벽 탄소 나노 튜브(single-walled carbon nanotube, SWNT)를 이용한 바이오 물질 검출에 관한 연구를 수행하였다. 먼저 인터디지털 커패시트의 경우, 다음으로 $5\;{\mu}m$ 틈 사이에 SWNT 경우, 그리고 SWNT 상에 biotin이 고정된 경우, 마지막으로 biotin과 streptavidin이 고정화된 경우, 공진 주파수는 각각 10.02 GHz, 11.02 GHz, 10.82 GHz, 10.22 GHz로 나타났다. 이러한 공진 주파수의 민감한 변화는 유전 상수값이 다른 두 바이오 물질이 결합함에 따라 커패시턴스 값이 달라질 것이라는 가정 하에, 측정된 결과를 근거로 등가회로를 구현함으로써 실제로 커패시턴스 값들이 달라짐을 확인할 수 있었다. SWNT 상에 biotin이 고정된 경우와 biotin과 streptavidin이 고정화된 경우, 커패시턴스 값은 각각 $C_b=0.55\;pF$, $C_s=0.95\;pF$으로 나타났다. 본 연구를 통해서, 탄소 나노 튜브상에 특정 바이오 물질간의 결합이 커패시턴스 값의 변화를 유발시키게 되고, 이로 인해서 공진 주파수가 변화됨을 실험적으로 증명하였다. 결론적으로, 제안된 바이오 센싱 소자는 표적 바이오 물질(streptavidin)이 결합할 때 큰 공진 주파수 변화를 일으킴으로 CNT 바이오센서로서 충분한 가능성이 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제27권12호
• /
• pp.2079-2084
• /
• 2003

In biological cell manipulation, manual thrust or penetration of an injection pipette into an embryo cell is currently performed by a skilled operator, relying on visual feedback information only. Accurately measuring cellular forces is a requirement for minimally invasive cell injections. Moreover, the cellular force sensing is essential in investigating the biophysical properties for cell injury and membrane modeling studies. This paper presents cellular force measurements for the force feedback-based biomanipulation. Cellular force measurement system using piezoelectric polymer sensor is implemented to measure the penetration force of a zebrafish egg cell. First, measurement system setup and calibration are described. Second, the force feedback-based biomanipulation is experimentally carried out. Experimental results show that it successfully supplies real-time cellular force feedback to the operator at tens of uN and thus plays a main role in improving the reliability of biological cell injection tasks.

• 진공이야기
• /
• 제4권3호
• /
• pp.12-15
• /
• 2017

Surface enhanced Raman scattering (SERS) is considered as one of promising medical and diagnostic technologies. The SERS effect is caused by the localized surface plasmon resonance (LSPR) from metal nanoparticles with narrow hot spots. The mechanism of LSPR, development of nanostructure fabrication, and corresponding researches are discussed. The flexible, label-free, low-cost, and highly-sensitive Au/ZnONRs/G is introduced. The Au/ZnONRs/G detects and distinguishes cataract, age-related macular degeneration, and diabetic macular edema from aqueous humor. Comprehension of SERS provides further improvement in bio sensing technology including early diagnosis and prolonged life expectancy.realize highly stretchable electrodes.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.280-284
• /
• 2011

The mass change during the molecular interaction between explosive specific bio-receptors and target molecules has been measured using quartz crystal microbalance(QCM), which has a mass change detection limit up to ~ng/$cm^2$. The environmental effect on the molecular interaction has been evaluated. In the liquid phase molecular interaction experiments, the high selectivity of the bio-receptor to DNT compared with toluene has been shown and the sensitivity for various concentrations of DNT has been demonstrated.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2019년도 추계학술발표대회
• /
• pp.619-620
• /
• 2019

도서관에서 사용자들이 책을 빌리거나 반납하기 위해서는 'ㄱ'부터 시작하여 'ㅎ'까지 순서대로 진열이 되어 있는 책의 위치를 찾아가야 한다. 책을 반납할 때, 책을 다시 제자리에 놓는다면 문제가 없지만 사람들이 책을 읽고 진열대에 다시 넣는 과정에서 착오가 생겨, 다른 진열대 넣는 경우, 도선관 사서가 이를 찾아내, 올바른 위치에 놓아야 한다. 또한, 사용자들이 반납한 책들을 도서관 사서가 실수로 다른 곳에 진열할 수도 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 줄이기 위해, 지능형 모바일 증강현실에 기반한 도서 위치 관리 방법을 제시한다. 제시된 방법에서는 책의 위치 정보, 각도 등 다양한 센싱 정보를 활용하여 진열된 책들이 제자리에 있는지를 실시간으로 점검하고 책의 위치가 잘못 되었을 경우, 도서관 사서에게 이를 알려 책의 위치를 바로 잡도록 하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제44권2호
• /
• pp.141-147
• /
• 2012

BA은 치즈, 와인, 젓갈, 소시지, 된장 등 미생물에 의한 발효과정을 거치는 식품뿐만 아니라 채소류, 과일, 육류와 같은 비발효 식품군에서도 발견된다. 식품 내 BA 오염에 대한 관리를 목적으로 제조공정 및 유통과정에서 신속하게 다량의 시료를 분석하고 제품에 대한 항시 모니터링 기술이 요구된다. 이를 위해 BA 특이항체 및 BA 분해효소를 이용하는 BA 검출 및 센싱 기술이 개발되고 있다. HisN 특이 항체를 이용한 ELISA 키트는 상용화 되었으며 다양한 식품에 적용되고 있다. 산화적 탈아미노반응을 촉매하는 아민산화효소는 항체기반의 ELISA 방식에 비해 다양한 BA 분석에 사용되고 있으며, 효소반응에 의해 생성되는 $H_2O_2$의 산화환원반응에 의해 발생하는 전류를 측정함으로써 BA의 함량을 정량할 수 있는 전류측정식 바이오센서 개발에 적용되고 있다. BA 신속검출을 위한 바이오센서의 개발 연구 동향에 발맞추어 국내 전통발효식품에 적합한 기술개발이 요구되며, 산업현장 적용 연구를 거쳐 국내 전통발효식품의 안전성을 확보해야 할 것으로 판단된다.

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

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권5호
• /
• pp.606-610
• /
• 2019

본 연구에서 우리는 보론 도핑된 다이아몬드 나노물질을 이용하여 유연성 탄소 섬유 기반의 전극(CF-BDD 전극)을 개발하고, 이를 비효소적 글루코스 센서에 적용하여 전기화학적 특성을 확인하였다. 이 전극은 탄소 섬유 표면에 정전하 자기조립법을 이용하여 BDD 층을 증착하여 제작하였다. 이 전극 물질의 표면 구조는 주사전자 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였으며, 전기화학적 특성 및 센싱 성능 분석은 시간대전류법(CA)와 순환전압 전류법(CV), 전기화학 임피던스(EIS)으로 실행하였다. 제작된 CF-BDD 전극은 산화-환원 화학종과 전극 계면 간의 effective direct electron transfer와 large effective surface area, high catalytic activity의 우수한 특성들을 보였다. 결과적으로, CF 센서와 비교에서 CF-BDD 센서는 더 넓은 선형 농도 범위(3.75~50 mM)와 더 빠른 감응 시간(3초 이내), 더 높은 감도(388.8 nA/mM) 등의 향상된 센싱 특성을 보였다. 따라서, 본 연구에서 개발된 전극 물질은 다양한 전기화학 센서 뿐 아니라, 웨어러블 센서 소재로도 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.1-6
• /
• 2019

유기 염료가 도핑 된 실리카 나노입자는 바이오 라벨링, 바이오 이미징 및 바이오 센싱에 사용되고 있는 유망한 나노소재이다. 일반적으로 형광 실리카 나노입자는 수정된 스토버 방법($St{\ddot{o}}ber$ Method)으로 합성된다. 본 연구에서는 다양한 크기를 갖는 염료가 첨가되지 않은 형광 실리카 나노입자를 수정된 스토버 합성법인 졸겔 공정으로 합성하였다. 졸겔 공정 중에 기능성 물질인 APTES를 첨가제로 첨가하였다. 졸겔 공정으로 합성된 실리카 나노입자는 $400^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소되었다. 합성된 실리카 나노입자의 표면형상과 크기를 전계방출 주사전자현미경으로 조사하였고, 합성된 실리카 나노입자의 형광 특성은 파장 365 nm의 자외선 램프를 조사하여 확인하였다. 또한 합성된 실리카 나노입자의 광발광 (PL) 특성을 형광 분석 형광법으로 조사하였다. 그 결과 합성된 실리카 나노입자는 입자의 크기와 무관하게 모두 청색 형광 특성을 갖는 것으로 확인되었다. 특히, 실리카 나노입자의 크기가 증가할수록 PL 강도는 감소하였다. 염료가 첨가되지 않은 실리카 나노입자의 청색 형광 특성은 APTES 층의 $NH_2$ 기능기와 실리카 매트릭스 뼈대 내부의 산소관련 결함과의 결합에 기인하는 것으로 추정된다.