• 기계저널
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• 제44권3호
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• pp.64-69
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• 2004

이 글에서는 분자동역학 시뮬레이션에 대한 이론을 간략히 설명하고, 생체분자에서 연구되고 있는 다양한 적용 사례를 살펴봄으로써 분자동역학 시뮬레이션의 응용범위를 이해하고자 한다.

• 기계저널
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• 제44권10호
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• pp.62-69
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• 2004

이 글에서는 마이크로/나노 스케일의 생체분자를 제어하거나 생체 분자의 기계적 물성치 측정 그리고 더 나아가 생체분자 상호간 작용력을 측정할 수 있는 광핀셋(optical tweezers) 원리 및 응용 예를 소개한다.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제34권12호
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• pp.1056-1064
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• 2007

생체분자 컴퓨팅은 DNA와 같은 생체 분자를 이용하여 정보를 표현하고 처리하는 새로운 컴퓨팅 패러다임이다. 작은 부피에 존재하는 무수히 많은 분자와 화학 반응에 내재된 대규모 병렬성은 새로운 개념의 고성능 계산 기법에 영감을 주었고 이를 바탕으로 다양한 계산 모델 및 문제 해결을 위한 분자알고리즘이 개발되었다. 한편 생체 분자를 이용한 정보처리라는 특징은 생물학 문제에 적용될 수 있는 가능성을 시사한다. 유전자 발현 패턴과 같은 생화학적 분자 정보의 분석을 위한 도구로서의 가능성을 가지고 있는 것이다. 이러한 맥락에서 DNA 컴퓨팅 기반의 생체분자 퍼셉트론 모델이 제안되었고 그 실험적 구현 결과가 제시된 바 있다. 생체분자 퍼셉트론의 핵심인 가중치 표현 및 가중치-합 연산은 입력 분자와 가중치를 표현하는 프로브 분자간의 경쟁적 혼성화 반응에 기반하고 있다. 그러나 그 혼성화 반응에서 열역학적 대칭성을 가정하고 있기 때문에 사용하는 프로브에 따라 가중치 표현의 오차가 있을 수 있다. 본 논문에서는 비대칭적인 열역학적 특성을 고려하여 일반화된 혼성화 반응 모델을 제시하고, 이를 바탕으로 신뢰성 있는 생체 분자 퍼셉트론의 구현을 위한 가중치 코딩 방법을 제안한다. 그리고 본 논문에서 제시한 가중치 표현 방법의 정확성을 이전 모델과 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하고 한계 오차를 만족하기 위한 조건을 제시한다.

• 한국진공학회지
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• 제16권1호
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• pp.52-57
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• 2007

생명현상 발현에 중요한 역할을 하는 생체 분자간 특이적 상호작용을 단분자 수준에서 이해하려는 연구는 매우 중요한 일이다. 나노 바이오 측정기술을 이용하여 여러 복잡한 생명현상을 그 기본 단위인 단일 세포 차원에서 직접 측정하여 응용하려는 시도가 이루어지고 있다. 이런 시도로써, 원자힘 현미경을 이용한 생체분자간의 결합력 측정은 생명현상과 가장 유사한 환경에서 단일 생체 분자간 또는 분자 내 힘을 직접 측정함으로써, 단일 생체분자의 현상을 관찰 할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 특히 단분자 힘 분광학을 이용한 단일 생체분자내의 세부 단위체간 상호작용에 대한 연구와 단백질-단백질, 단백질-리간드, DNA-DNA의 분자인지 상호작용에 대한 연구는 많은 생명과학 분야 연구자들의 관심을 끌고 있을 뿐만 아니라 더 나아가 새로운 관련 기술의 개발을 촉진시키고 있다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2001년도 가을 학술발표논문집 Vol.28 No.2 (2)
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• pp.73-75
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• 2001

최근 DNA 분자의 병렬성을 이용한 DNA 컴퓨팅 기법들이 활발히 개발되고 있다. 그러나, DNA 컴퓨팅은 실제 생체 분자인 DNA를 사용하기 때문에 생체분자의 화학적 성질에 의한 오류의 가능성을 항상 내포하고 있다. 이러한 문제를 극복하고자 오류의 가능성을 최소화시키는 방법들이 연구되고 있고, 특히 DNA 서열을 만들 때 오류의 가능성을 최소화시키는 방법들이 많이 연구되고 있다. 본 논문에는 현재 개발하고 있는 시스템인 NACST를 간단히 소개한 후, DNA 컴퓨팅에 사용할 DNA 서열을 생성하기 위해서 유전자 알고리즘을 사용하는 방법을 제안하며, 유전자 알고리즘을 이용하여 DNA 서열을 효율적으로 생성하기 위한 적합도 함수들에 대해서 구체적으로 살펴보았다.

• 폴리머
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• 제34권2호
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• pp.150-153
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• 2010

본 연구에서는 방사선에 의한 그래프트 중합을 이용하여 생체분자가 고정화된 다중벽탄소나노튜브 (MWCNT)를 제조하였다. 생체분자의 고정화를 위하여 MWCNT에 아크릴 산을 그래프트 중합하였다. 열중량분석과 라만 분석을 통하여 MWCNT에 폴리(아크릴 산)이 효과적으로 그래프트 중합되었음을 확인하였다. 폴리(아크릴 산)이 그래프트 된 MWCNT에 DNA와 단백질과 같은 생체분자들을 고정화하였다. X-선 광전자 분광법과 형광분석을 통하여 생체분자들이 성공적으로 MWCNT에 도입되었음이 확인되었다.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.378.1-378.1
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• 2016

나노바이오연구분야에서 ToF-SIMS를 이용하여 lipid와 metabolite같은 저 분자의 생체물질을 측정하는데 널리 이용되어 왔다. 최근에는 고 분자량의 생체물질을 측정하기 위해서 C60, water cluster, argon cluster등의 다양한 종류의 클러스터 이온빔들이 개발되어 왔다. [1,2] 하지만 tissue샘플을 클러스터 이온빔을 이용하여 분석한 결과에서도 m/z 1500이상의 고분자를 측정한 결과는 거의 없다. 바이오샘플의 charging을 상쇄하기위해 low energy electron beam (~20 eV)을 사용하는데, low energy electron beam이 샘플에 damage를 주기 때문이다. [3] 본 연구에서는 electron fluence (electrons/cm2)가 증가함에 따라 PC(16:0/18:1(9Z)와 Ganglioside GM1의 intensity가 감소함을 알았고, low energy electron beam에 의해 생체 물질이 damage를 받을 수 있음을 확인하였다. 따라서 tissue 샘플을 SUS기판에 샘플링하고 Ar-GCIB를 이용하면 charging없이 tissue imaging을 성공적으로 수행할 수 있고, m/z 2000이상의 고 분자량의 생체물질을 측정할 수 있음을 확인하였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권4호
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• pp.361-373
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• 1992

이온이나 플라즈마를 사용해서 박막형성이나 MBE진공증착법에 비해서 분자배열이나 고차구조의 제어 및 그의 다양성에 있어서 LB법에 대한 기대가 크다. 특히 습식법인 점에서 생체기능을 짜넣을 수 있는 분자소자의 개발에는 불가능하다. 역으로 생체분자의 자기조직화나 정보전달기능을 분자 Level로 이해하는 점에서도 LB법은 중요하다고 본다. 또 저차원자성체 전도체 여기자등 물리량에 의한 차원성을 고찰하는 점에서도 LB막의 거동이 주목되고 있다. 또 자발분극된 강유전성의 고분자 즉 Poly등의 박막에 광조사를 하면 광생성된 캐리어가 내부전계에 따라서 이동하고 ~$10^{4}$V 정도의 높은 광기전력을 발생시키는 것도 나타났다. 얻어진 전류는 단지 초전효과를 상회하고 광전류라고 할 수 있다. 쇼트키형 소자의 금속-반도체의 절연막층을 MIS형이라고 하며 특성이 향상된다. SnO$_{2}$/NiPc/Polyethylene막/Al형 광전지가 만들어졌다. 광전변환막이 다양한 목적에 사용되리라 사료되며 지금은 초기 연구단계이나 실용화하는데는 많은 시간이 소요되나 간단한 디바이스 등과 같은 것은 제작이 가능할 것이며 광에너지로 힌한 화학, 전기, 역학 에너지로 변환되는 데는 시간 문제인것 같다. 1년간 일본 동경공업대학 생명이공학부에서 연구한 내용을 정리하여 보았으며 이에 협조하여 주신 문교부 학술진흥재단에 감사드리며 또 등평연구실에 감사드린다.

• 과학과기술
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• 제30권3호통권334호
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• pp.86-87
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• 1997

95년 5월 서울대 내에 설립된 분자촉매연구센터는 인체 내에서 가공할만한 힘을 발휘하는 촉매제인 "효소"와 가장 흡사한 생체와 생체모방촉매 개발을 중점과제로 삼고 있다. 3백여명의 연구진이 포진한 이 연구소는 피혁회사에서 사용되는 모피를 부드럽게 하는 인공촉매제 개발에도 성공한 바 있다.