• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권2호
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• pp.76-85
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• 2004

Biodevices composed of biomolecular layer have been developed in various fields such as medical diagnosis, pharmaceutical screening, electronic device, photonic device, environmental pollution detection device, and etc. The biomolecules such as protein, DNA and pigment, and cells have been used to construct the biodevices such as biomolecular diode, biostorage device, bioelectroluminescence device, protein chip, DNA chip, and cell chip. Substantial interest has focused upon thin film fabrication or the formation of biomaterials mono- or multi-layers on the solid surfaces to construct the biodevices. Based on the development of nanotechnology, nanoscale fabrication technology for biofilm has been emerged and applied to biodevices due to the various advantages such as high density immobilization and orientation control of immoblized biomolecules. This review described the nanoscale fabrication of biomolecular film and its application to bioelectronic devices and biochips.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권4호
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• pp.556-560
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• 2017

A hemoglobin/silver nanoparticle heterolayer was fabricated for bioelectronic device with electrochemical signal-enhancement effect. As a device element, a hemoglobin, the metalloprotein, contained the heme group that showed the redox property was introduced for charge storage element. For electron transfer facilitation, a silver nanoparticle was introduced for electrochemical signal facilitation, the hemoglobin was immobilized onto Au substrate using chemical linker 6-mercaptohexanoic acid (6-MHA). Then, the silver nanoparticle was immobilized onto fabricated hemoglobin/6-MHA heterolayers by layer-by-layer (LbL) method. The surface morphology and surface roughness of fabricated heterolayer were investigated by atomic force microscopy (AFM). The redox property of hemoglobin/silver nanoparticle heterolayer was investigated by a cyclic voltammetry (CV) experiment for obtaining an oxidation potential and reduction potential. Moreover, for the assessing charge storage function, a chronoamperometry (CA) experiment was conducted to hemoglobin/silver nanoparticle-modified heterolayer electrode using oxidation and reduction potentials, respectively. Based on the results, the fabricated hemoglobin/silver nanoparticle heterolayer showed that an increased charge storage effect compared to hemoglobin monolayer-modified electrode.

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

• 폴리머
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• 제26권5호
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• pp.634-643
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• 2002

고분자 주사슬에 벤젠과 sulfonyloxvimide moiety를 가지고 있는 polyamic acid 초박막을 LB 기법을 이용하여 제조한 다음 200 $^{\circ}C$에서 1시간 동안 열처리에 의해 감광성 폴리이미드 LB 필름을 얻었다. Polyamic acid는 THF-pyridine 공용매를 가지고 축중합에 의해 합성하였다. 모든 단량체와 고분자는 원소분석, FT-IR, $^1$H-NMR의 분광학적 측정을 통해 정량 정성분석을 행하였다. UV lithography 방법을 사용하여 금 기판 위에 제조한 감광성 폴리이미드 LB 필름의 마이크로 어레이 패턴을 제조하였다. 형성된 마이크로 어레이 패턴을 따라 두 가지의 자기조립 방법으로 단백질 cytochrome c 단분자 막을 고정화시켰다. 자기조립된 cytochrome c 단분자 막의 물리ㆍ전기 화학적 특성은 cyclic voltammetry와 AFM을 통해 조사하였으며 생물전자소자로의 응용 가능성에 대해서도 검토하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제14권5호
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• pp.1038-1042
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• 2004

The photoelectric responses of a biodevice consisting of chlorophyll $\alpha$ Langmuir-Blodgett film were investigated. Chlorophyll $\alpha$ Langmuir-Blodgett films were deposited onto ITO and Au coated glass. To confirm film formation, surface analysis of chlorophyll $\alpha$ Langmuir-Blodgett film was carried out by measurement using atomic force microscopy. The metal/insulator/metal structured biodevice was constructed by depositing aluminum onto the chlorophyll $\alpha$ Langmuir-Blodgett film surface. To investigate the photoelectric response, the current-voltage characteristic was measured by the conducting metal tip. The photoswitching function and transient photovoltage characteristics of the proposed device were measured by irradiation with Ar ion laser and $N_2$ pulse laser, respectively. This research suggested that the proposed biodevice consisting of chlorophyll $\alpha$ could be applied to the molecular scale biosensor and/or bioelectronic device.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.149-152
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• 2000

GFP는 박막상태에서 쉽게 전자소자로 제작할 수 있으며, 제작된 전자소자는 빛의 여부에 따라 흐르는 전류의 조절이 가능한 광다이오드 특성을 나타내는 것으로 확인되었다. 또한 박막상태에서의 일방향 전자전달 속도와 전자전달 메커니즘이 확인되어, 향후 분자전자소자의 제작시 기반기술로 제공될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.550-553
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• 2003

$Hisx_6-GFPuv-Cyt$ c fusion protein을 E. coli 균주 JM109과 BL21 각각에서 발현시킨 결과 발현온도는 $30^{\circ}C$보다 $37^{\circ}C$에서, BL21보다 JM109에서의 발현량이 더 많았다. 그러나 JM109, $37^{\circ}C$에서 발현시킨 fusion protein의 $Ni^{2+}-IDA-agarose$ purification결과 약 45kDa 부근의 fusion protein의 density가 감소되었음을 SDS-PAGE analysis을 통해 알 수 있었다. 또한 western blotting analysis를 통해 이 impurity가 degraded fusion임을 확인 할 수 있었다. degraded fusion은 BL21 균주에서 발현시킨 fusion protein에서도 생성됨을 확인하였다. 모든 결과를 종합해 볼때 $Hisx_6-GFPuv-Cyt$ c fusion protein의 발현은 IM109, $37^{\circ}C$에서 더 많았지만, BL21, $37^{\circ}C$에서 expression시킨 fusion protein이 보다 안정하다고 판단 되어진다. 향후 fusion protein이 bioelectronic device에 적용되려면 degraded fusion protein의 생성을 줄여 activity를 유지하도록 안정한 형태로 발현되어 순수하게 분리정제 되어야 하겠다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.643-650
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• 1999

인간시각계의 색채인식기능을 모방하여, 가시광선영역의 빛에 의해 전기신호를 발생시키는 생체분자인 bR과 flavin을 LB막으로 제작하고, 이를 이용하여 개발된 인공감광소자의 색채인식기능을 검증하였다. bR과 flavin은 LB막 상태에서 고유의 특성을 유지할 수 있었으며, 가시광선 영역의 입력광에 대해 안정한 전기신호를 발생시켰다. AFM image와 광전류의 크기를 바탕으로 bR과 flavin LB막의 제작을 위한 최적 조건을 얻을 수 있었다. bR과 flavin을 차례로 적층하여 bR/flavin 복합 LB박막을 제작하였고, 이를 이용하여 감광소자를 제작하였다. 광전류 data를 바탕으로 얻어진 action spectrum을 분석함으로써, 가시광선 영역에서 얻어지는 신호의 형태가 입력되는 빛의 파장 대(색)에 따라 다름을 알 수 있었고, 입력되는 빛의 파장과 측정된 광전류의 크기와의 상관관계를 도출할 수 있었다. 입력되는 빛의 색채(파장)에 따라 나타나는 광전류의 형태 및 크기를 비교하고 제시된 관계식을 이용함으로써, 제안한 소자가 R, G, B 뿐만 아니라 가시광선 영역의 7가지 기본 색에 대해 색채식별능력이 있음을 검증할 수 있었다.