• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.1
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• pp.1-9
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• 2006

Biodevices composed of biomolecular layer by mimicking the natural functions of cells and the interaction mechanisms of the constituted biomolecules have been developed in various industrial fields such as medical diagnosis, drug screening, electronic device, bioprocess, and environmental pollution detection. To construct biodevices such as bioelectronic devices (biomolecular diode, bio-information storage device and bioelectroluminescence device), protein chip, DNA chip, and cell chip, biomolecules including DNA, protein, and cells have been used. Fusion technology consisting of immobilization technology of biomolecules, micro/nano-scale patterning, detection technology, and MEMs technology has been used to construct the biodevices. Recently, nanotechnology has been applied to construct nano-biodevices. In this paper, the current technology status of biodevice including its fabrication technology and applications is described and the future development direction is proposed.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.12 no.2
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• pp.57-65
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• 2003

When a vision chip for edge detection using CMOS process is designed, there is a necessity to implement local light adaptive-function for detecting distinctive features of an image at a wide range of light intensities. Local light adaptation is to achive the almost same output level by changing the size of receptive-fields of the local horizontal cell layers according to input light intensities, based on the lateral inhibitive-function of the horizontal cell. Thus, the almost same output level can be obtained whether input light intensities are much or less larger than background. In this paper, the horizontal cells using a resistive network which consists of p-MOSFETs were modeled and analyzed, and the local light adaptive-mechanism of the designed vision chip using the resistive network was verified.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.46 no.4
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• pp.15-20
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• 2009

In a detection system based on laser light scattering, focusing an excitation laser beam into a focal point of a channel in a microfluidic chip is important for obtaining the highest excitation intensity, and consequently for obtaining a laser light scattering signal using a photodetector with a high efficiency. In this paper, we present a polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chip consisting of an integrated PDMS microlens for cell detection based on laser light scattering. We fabricated PDMS microlens for optical detection system by simply putting down on PDMS chips. The PDMS microlens was fabricated by photoresist reflow and replica molding. This fabrication technique is simple and has an excellent property in terms of the microlens and a high-dimensional accuracy. The PDMS microlens integrated on the PDMS microfluidic chip has been verified to improve the laser intensity, and accordingly, the signal-to-noise ratio and sensitivity of laser light scattering detection for red blood cells(RBCs)

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.26 no.3
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• pp.95-104
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• 2011

셀칩(cells on chips)이란, MEMs/NEMs 응용분야 중 생명공학과 관련된 세포분야로의 응용에 이용되는 대표적인 기술로서 현재 전세계에서 경쟁적으로 연구, 개발되고 있다. 셀칩은 생체내부에서 세포가 성장하는 공간적(spatial), 시간적(temporal) 조건을 정교하게 모사(mimicking)함으로써, 복잡한 생화학적 생체 내(in vivo) 환경을 이해할 수 있는 새로운 기회를 창조하고 있다. 또한 셀칩과 다양한 형태의 분석용 센서와의 결합된 시스템을 통하여, 세포기반 질병진단 시스템의 소형화 및 조기진단 시스템 개발을 위한 바이오멤스 핵심 플랫폼 기술로 인식되고 있다. 즉 DNA, 단백질, 세포 등의 바이오 물질을 마이크로/나노시스템 위에서 검출 및 분석함으로써 극미량의 생체물질을 실시간 고감도 분석이 가능하게 할 것이다. 본 고에서는 셀칩분야의 기술 및 응용에 관해 정리하고 있다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2001.04b
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• pp.301-303
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• 2001

최근 DNA 칩 또는 마이크로어레이 기술의 발전으로 인해 한 세포 내의 수천 개의 유전자의 발현 정도를 동시에 측정할 수 있게 되었다. 이러한 마이크로어레이 데이터를 분석해서 암의 경과나 세포의 주기적 변화 등에 영향을 미치는 유전자들을 알아낼 수 있다. 본 논문에서는 베이지안망을 이용해서 마이크로어레이 데이터를 분석, 백혈병의 경과를 예측한다. 베이지안망은 다수의 변수들간의 확률적 관계를 표현하는 그래프 모델로 각 유전자들간의 확률적 관계를 표현하는 그래프 모델로 각 유전자들간의 확률적 관계를 사람이 알아보기 쉬운 형태로 학습할 수 있다는 장점이 있다. 마이크로어레이 데이터에 대해서 학습된 베이지안망은 백혈병 경과 예측에 대해서 기존의 방법보다 뛰어난 성능을 보였다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.11 no.5
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• pp.255-262
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• 2002

Human retina is able to detect the edge of an object effectively. We designed a CMOS vision chip by modeling cells of the retina as hardwares involved in edge detection. There are several fluctuation factors which affect characteristics of MOSFETs during CMOS fabrication process and this effect appears as output offset of the vision chip which is composed of pixel arrays and readout circuits. The vision chip detecting edge information from input image is used for input stage of other systems. Therefore, the output offset of a vision chip determine the efficiency of the entire performance of a system. In order to eliminate the offset at the output stage, we designed a vision chip by using CDS(Correlated Double Sampling) technique. Using standard CMOS process, it is possible to integrate with other circuits. Having reliable output characteristics, this chip can be used at the input stage for many applications, like targe tracking system, fingerprint recognition system, human-friendly robot system and etc.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.109-109
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• 2017

알지네이트 하이드로 젤은 해조류에서 추출되는 천연 고분자인 알지네이트가 칼슘 또는 마그네슘 양이온과 이온가교(Ioninc cross linking)를 형성할 때 알지네이트의 고분자 구조가 칼슘, 마그네슘 양이온을 감싸면서 형성되는 고분자이다. 알지네이트 하이드로 젤은 높은 생체적합성(Biocompatibility)으로 인해 세포 재생을 위한 조직공학 및 재생의학, 약물전달 등의 제약 관련 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 알지네이트 튜브를 제조하였다. 먼저 유동 포커싱 방식(flow focussing)을 유도할 수 있는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 마이크로 플루이딕 칩은 CNC(Computer Numeric Control) milling machine을 이용한 template를 만들고 NOA mold를 이용하여 최종 PDMS 칩을 제작하였다. 튜브를 만들기 위한 마이크로 채널은 내부 채널 ($200{\times}200um$), 중간 채널 ($200{\times}200um$) 및 외부 채널 ($200{\times}200um$)로 구성되며 내부, 중간, 외부의 유체가 합류하는 수집채널은 폭 500 um, 깊이 200 um로 구성되었다. 운반체로는 5%의 acetic acid를 함유한 mineral oil를 이용하였으며 내부의 core flow는 $H_2O$로 하였다. 중간 유체인 2% 알지네이트 프리폴리머는 칼슘 이온의 존재 하에서 젤화 과정이 매우 빠르기 때문에 마이크로 채널 내부에서의 반응을 제어하고 막힘을 방지하기 위해 수용성 복합 칼슘-에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA)을 사용하였다. 본 마이크로 플루이딕 칩에 각각의 유체를 이동시켰을 때, 운반체인 oil phase의 수소이온은 중간 유체인 알지네이트 프리폴리머와의 계면을 통해 확산되어 Ca-EDTA 복합체로부터 칼슘 양이온의 방출을 유발하게 된다. 방출된 칼슘 양이온은 알지네이트 고분자와의 이온 가교를 통해 알지네이트 하이드로 젤을 형성하여, 각 유체의 flow에 따라 알지네이트 튜브를 쉽고 빠르게 제조 가능하였다. 본 연구에서 제조된 알지네이트 튜브는 인체 내 장기간 약물 전달을 위한 나노섬유로 활용하거나 인공혈관을 구성하는 extracellular matrix로 활용될 잠재력을 가지고 있어 추후 활발한 연구개발이 진행될 예정이다.

• Clean Technology
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• v.21 no.2
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• pp.90-95
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• 2015

Digital microfluidic electroporation system was used for the transformation of microalgae and we have obtained higher transformation efficiency and viability than that of conventional method. Key parameters of electroporation such as pulse voltage, number, and duration time were systematically investigated for two different microalgal strains with and without cell wall. We have found that cell wall does not always have negative effects on the gene transformation of microalgae. Parallel processing of proposed digital microfluidic electroporation was demonstrated together with on chip culture of microalgae.

• The Science & Technology
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• no.12 s.415
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• pp.8-9
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• 2003

이집트 미라 방부 비밀은 참죽나무 기름/ 英 생거센터 DNA 염기분석 20억쌍 돌파/ 산후 우울증, 아이 공격적 성격 원인/ 익룡, 새보다 동작 더 빨랐다/ 줄기세포로 청각 모세포 생성/ 인슐린 · 호르몬 조절로 선충 수명 6배 연장/ 자동 약물투여 마이크로칩 개발/ 소행성 '헤르메스' 66년만에 재관측

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.118.2-118.2
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• 2016

몇몇의 박테리아들은 바이오필름을 형성하여 그들 스스로를 보호한다. 하지만 바이오필름으로 인해 악취와 질병 등의 문제가 많이 발생되고 있기 때문에 바이오필름을 형성하는 박테리아의 성장을 효율적으로 억제하기 위해 은 나노, 구리 나노입자들이 포함된 다양한 나노스케일의 재료들에 대한 연구가 활발히 진행되어오고 있다. 이들 연구의 주된 목표는 체내에서 독성은 나타내지 않으면서 항균성을 증가시키는 것에 있다. 특히, 구형으로 이루어진 나노입자와 높은 종횡비를 가지는 탄소나노튜브와 같이 차원이 다른 나노물질들의 복합체들은 세포독성을 최소화하면서 특정 박테리아에 대한 항균성을 향상시킬지도 모른다. 이번 연구에서는, 산 처리된 탄소나노튜브에 화학적인 방법을 이용하여 구리 이온을 각각 환원시켜 구리 나노-탄소나노튜브 복합체를 합성하였다. 이들 복합체는 transmission electron microscopy, X-ray diffractometry, energy-dispersive X-ray spectroscopy 를 이용하여 특성이 분석되었고 Methylobacterium spp., Sphingomonas spp. 와 E. coli 에 대하여 항균성이 평가되었다. 추가적으로 구리 나노-탄소나노튜브 복합체는 human fibroblast cells 에 대하여 세포독성이 평가되었고 제작된 마이크로칩 안에 형성된 바이오필름의 성장억제효과가 평가되었다. 결과적으로, 구리 나노-탄소나노튜브 복합체에서 바이오필름을 형성하는 Methylobacterium spp. 에 대하여 특이적으로 항균성을 나타냈으며 바이오필름이 형성된 마이크로칩에서 바이오필름을 제거 하는 것이 확인되었다.