• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2006

생물체를 구성하는 세포의 기능과 구성요소 간 상호작용 메커니즘을 인공적으로 모방하여 바이오물질 박막으로 구성된 바이오소자는 의료 진단, 신약 스크리닝, 전자소자, 생물공정, 환경오염 물질 측정 등 다양한 산업 분야에 응용되고 있다. 단백질, DNA, 바이오색소, 세포 등의 생체물질을 칩 상에 고집적으로 배열하여 구성된 바이오 소자로서 바이오 전자소자(생물분자 광다이오드, 바이오 정보저장소자, 바이오 전기발광 소자), DNA칩, 단백질칩, 및 세포칩 등이 개발되어 오고 있다. 생체물질 고정화 기술, 마이크로 및 나노수준의 패터닝기술, 소자 구성 기술, 바이오 멤스 기술의 융합을 통해 바이오소자는 구현되며, 최근에는 나노기술의 적용에 의하여 나노바이오소자도 구현이 가능하다. 본 논문에서는 현재까지 개발된 다양한 바이오소자의 제작 기술과 응용에 대하여 소개하고 향후의 발전 방향에 대하여 다룬다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제33권3호
• /
• pp.209-222
• /
• 2006

애기 장대와 벼의 전체 게놈 염기서열 분석이 완료되었고, 다량의 EST 데이터가 많은 식물에서 이용 가능하게 되었다. 또한, 방대한 양의 다양한 생물학적 데이터들이 transcriptomics, proteomics, metabolomics와 같은 여러 '-omics' 기술에 의하여 만들어져 왔다. 생물정보학은 이런 방대한 양의 생물학적 데이터로부터 유용한 정보를 얻는데 필수적이고도 매우 중요한 역할을 수행한다. 이 총설에서, 우리는 대량의 데이터를 생성하는 실험적 방법들과, 식물 병 저항성과 분자 육종과 같은 식물 연구분야로의 응용, 그리고 식물 생명공학의 연구 개발에 유용한 생물정보학적 기술과. 인터넷 정보 사이트들을 소개하였다. 우리는 새로운 실험 방법들과 생물정보학적 분석 기술들이 식물 생명공학 발전에 중요하게 기여할 것으로 기대하고 있으며, 생물정보학은 식물 생명공학의 연구 개발에 있어서 결정적인 요소가 될 것이라 생각한다.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
• /
• pp.91-96
• /
• 2006

현대의학의 발전으로 많은 질병들의 치료율이 개선되고 있으나, 암은 여전히 낮은 치료율과 약제 내성 및 부작용으로 많은 환자들이 의학적 고통 뿐 아니라 정신적, 경제적 문제점들을 호소하고있다. 이와같은 문제점은 동일한 병리학적 특성을 가지는 종양이라도 사람마다 그 생물학적 특성이 다르며, 동일한 환자안에서도 종양의 시기에 따라 다양한 특성의 세포들이 공존하며 다양한 문제를 발생하는 tumor heterogeneity에서 기인하게된다. 다행히 최근의 분자생물학의 발전과 인간유전체연구들의 활성화로 이와같은 다양한 암의 특성과 환자들의 특성을 이해하는 연구 방법들의 개발로 환자의 특성에 맞는 항암제를 효율적으로 투여하는 맞춤치료를 향한 노력을 지속하고 있다. 이와같은 맞춤치료의 일환으로 약제의 환자에서의 반응과 부작용을 예측하고자 최신의 high-throughput 기법을 도입한 것이 Pharmacogenomics이다. 즉, 지금까지의 항암치료는 암의 종류에 따라 임상연구 결과에 근거한 항암제를 선택하고 있다. 그러나 앞서 설명한 것처럼 암의 특성과 환자 반응의 다양화로 실제 항암효과는 기대에 미치지 못하여 많은 수의 환자들이 치료에 내성을 보일 뿐 아니라 치명적인 부작용으로 새로운 문제에 대면하게 되었다. 따라서 각 항암제011 최대의 효과를 보이며 최소의 부작용을 나타내는 최선의 치료책을 선정하는 것이 중요한 과제이다. 이를 위해서 암환자의 치료 단계에서 정확한 진단 및 병기 설정, 생물학적 특성 이해 뿐 아니라, 치료 반응을 예측할 수 있는 생물학적 표지자를 찾고자 하는 노력의 결과로 현재 임상에 사용되는 몇 가지 종양표지자를 포함하여 다양한 유전자 칩들이 연구단계에 있다. 특히 다양한 생물학적 현상이 많은 유전자들의 변화에 의한다는 근거하여 약제의 효과와 부작용을 예측할 수 있는 표지자 발굴도 DNA chip 등의 high-throughput technology를 사용하여 그 특이도와 민감도가 향상된 표지자 발굴이 시도되고 있다. 아직은 시작단계이고 많은 검증이 필요하나 여러 가지 가능성의 증거들로 멀지않은 시기에 맞춤치료가 가능하리라 기대하며, 암 연구에 있어서 pharmacogenomics의 현황을 소개하고자 한다.

• 한국생물정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물정보시스템생물학회 2006년도 Principles and Practice of Microarray for Biomedical Researchers
• /
• pp.57-61
• /
• 2006

Microarray란 유리, 실리콘, 플라스틱 등의 매체위에 생체분자를 집적하여 만든 플랫폼을 의미한다. 현재 이러한 플랫폼에 DNA, 화학물질, 유기물질 등 바이오소재를 집적하여 다양한 연구용 제품들이 출시되어 있으며, 수년간 Microarray를 이용한 연구가 진행되어 최근에는 질병진단/예후예측 등의 포괄적인 정보를 포함하는 임상용 microarray제품도 등장하고 있다. 디지탈지노믹스(주)는 2000년 이후로 6년의 기간동안 연구자에게 다양한 종류의microarray를 공급하여 왔으며, 현재 국내에서 가장 많은 종류의 microanay 분석 시스템을 확보하고 있다. 따라서 다양한 연구자들에게 가장 적합한 microarray를 소개할 수 있음은 물론, 그 결과분석 데이터를 제공함으로써 양질의 데이터와 서비스를 제공하고 있다. 특히 디지탈지노믹스(주)에서는 최근에 Combimatrix사의 microarray 시스템을 도입하여, 연구자가 원하는 맞춤형 microarray를 제작할 수 있는 새로운 형태의 차세대 플랫폼을 제공할 수 있게 되었다. 이 기술은 연구자의 목적에 맞게 microarray 제작이 가능하도록 가변적인 특성을 가지고 있으며 높은 민감도 및 재현성을 보여주는 우수한 기술력을 보여준다. Microarray 분야는 그 플랫폼과 분석기술이 나날이 발전하고 있으며, 그 응용범위도 날로 넓어 지고 있다. 그 활용범위의 예를 보면, 1) 유전체 수준에서 발현양상 분석, 2) 약물에 대한 반응성 분석, 3) 질환에 대한 원인 유전자 규명 및 진단제 개발, 4) 독성유전체에서의 약효 및 유효성 분석, 5) 대량의 SNP 분석, 6) 대량의 단백질 수준에서의 발현분석 등이 있으며, 일일이 다 언급하기 힘들 정도로 그 응용범위가 넓어지고 있다. 이러한 microarray기술은 관심 있는 대상에 대한 검색(screening)의 기능과 더불어 분석된 데이터를 기초로 제품화 플랫폼으로써 다시 활용될 수 있는 장점을 가지고 있다. 디지탈지노믹스(주)에서는 구축되어 있는 microarray 분석 시스템을 이용하여 질병 진단, 약물반응성 진단 및 플랫폼 개발에 대한 내부연구도 심도 있게 수행하고 있으며, microarray 기술을 응용하여 산업화, 제품화 할 수 있는 구체적인 사례와 모범답안을 만들기 위해 노력하고 있다.

• 대한화학회지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.633-642
• /
• 2010

인식과 태도를 알아보았다. 연구결과 과학교사들은 나노기술에 대한 인식도가 높았으나 구체적인 정보는 옳게 이해하지 못하고 있었다. 과학교사들의 나노기술에 대한 태도는 매우 긍정적이었으며, 나노기술의 긍정적인 면뿐 아니라 부정적인 면에 대해서도 인식하고 있었다. 과학교사들은 대부분의 나노기술 적용분야에 대해 긍정적인 태도를 갖고 있었는데, 개인정보를 담은 체내 삽입형 칩이나 나노분자 미각 향상제 등에 대해서는 부정적인 태도를 나타냈다. 과학교사들은 나노기술에 관련된 정보를 TV, 인터넷과 같은 다양한 곳에서 얻고 있었으나 교과서나 교사용 자료에서는 거의 얻고 있지 못했다. 과학교사들은 대부분의 교과서가 나노관련 개념의 소개가 부족한 편이라고 인식하고 있었다. 과학교사들은 주로 교과서에 나노관련내용이 있을 경우에 이를 수업시간에 설명하고 있었으며, 수업시간에 나노관련 개념을 전혀 설명하지 않는 교사의 비율도 높았다.

• 공업화학
• /
• 제31권2호
• /
• pp.125-137
• /
• 2020

최근 몇 년간 유기인 계열 독성물질이 민간인을 대상으로 사용되어 전 세계적으로 큰 위협이 되고 있다. 독성물질에 대한 예방이 불가능한 현 치료대책 대신, 보다 개선된 치료 대책으로서의 바이오스캐빈저에 대한 연구가 활발히 진행됐다. 바이오스캐빈저는 유기인 계열 독성물질이 인체 내 표적 기관에 도달하기 전, 독성물질 자체를 비활성 상태로 전환하거나 독성물질과 기질 간의 결합을 차단함으로써 중독을 예방하는 단백질 및 효소를 일컫는다. 특히 독성물질을 분해하는 과정에서 활성 상태를 유지함으로써 적은 양의 단백질로도 독성물질의 중독을 빠르게 치료하는 촉매성 바이오스캐빈저 개발에 많은 노력이 투여되어 왔다. 본 리뷰에서는 촉매성 바이오스캐빈저 개발을 위해 분자진화 및 단백질 공학 기술을 적용한 최신 연구들에 대해 소개하고, 끝으로 이러한 효소들을 임상적으로 승인된 약으로 개발하기 위해 남은 몇 가지 과제들을 간단히 제시할 것이다.

• 대한화장품학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.17-32
• /
• 2010

본 총설에서는 이산화탄소에 용해력이 있는 새로운 탄화수소 공중합체의 설계와 개발, 그리고 생체친화성 고분자의 초임계 중합을 위한 효과적인 계면활성제로써의 성능에 대해 소개하고, 초입계 유체의 기본적 개념을 용매로서의 성질과 고분자 합성분야에서의 응용적인 측면에서 기술한다. 이산화탄소에 높은 용해력을 지닌 탄화수소 고분자 중합을 위해 새로운 리빙라디칼 중합기술을 사용하였고, 이 물질들의 이산화탄소 내에서의 상거동을 측정하여 공중합체의 분자량과 구조가 용해도에 미치는 영향을 조사하였다. 초임계 분산중합에서의 효과적인 계면활성력을 확인하였고, 성장하는 입자의 안정화에 필요한 키 파라미터를 결정하기 위해 다양한 조건에서 실험을 수행하였으며, 화장품 분야에 응용될 수 있는 새로운 구조의 친환경 고분자 소재 개발에 이 연구가 작용될 수 있다는 잠재적인 가능성을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제29권6호
• /
• pp.645-651
• /
• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.556-561
• /
• 2022

밀도범함수이론(density functional theory, DFT)이 등장한 이래로, 이를 재료과학에 적용하여 에너지 재료 및 반도체와 같은 전자재료들의 연구개발에 활발하게 활용되고 있다. 하지만 DFT 계산 프로그램을 실행할 때 필요한 입력 파일 생성 시 여러 가지 소재들에 대해 동일한 계산 조건을 맞춰 주고 파라미터들을 알맞게 설정해 줘야 올바른 계산 결과 비교가 가능한데, 이런 부분들에 대해 진입 장벽이 높다는 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 Python Materials Genomics (pymatgen) 파이썬 패키지를 이용해 분자 및 결정구조를 다루고 널리 사용되는 DFT 계산 프로그램인 Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) 및 Gaussian 입력 파일 생성에 대해 소개하고자 한다. 이를 통해 해당 프로그램에 대한 전문적인 지식이 많지 않더라도 보다 일관적인 계산 조건에서 결과들을 손쉽게 수행할 수 있게 되기를 기대한다.

• 접착 및 계면
• /
• 제24권1호
• /
• pp.9-16
• /
• 2023

실리콘은 높은 이론적 전기화학 용량을 가짐으로 인해 차세대 리튬이온전지의 음극 소재로서 오랜 기간 연구되어 왔다. 그러나 실리콘의 리튬화/탈리튬화에 동반되는 극심한 부피 변화와 실리콘 본연의 낮은 전자전도성은 실리콘 음극의 실제 적용을 어렵게 하였다. 전도성 고분자 기반의 바인더는 이러한 문제를 동시에 해결할 수 있는 효과적인 수단으로, 바인더 분자 구조 디자인 및 기능성 부여를 통해 실리콘 음극의 성능을 크게 개선할 수 있음이 보고되었다. 본고에서는 실리콘 음극용 전도성 고분자 바인더의 대표적인 연구 성과들을 소개하고, 이를 통해 실리콘 음극의 한계를 극복하기 위한 바인더 디자인 전략에 대해 알아보고자 한다.