• 제목/요약/키워드: Lab-on-a-chip

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Ka-대역 CMOS 2채널 이미지 제거 수신기 (Ka-band CMOS 2-Channel Image-Reject Receiver)

  • 이동주;안세환;주지한;권준범;김영훈;이상훈
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.109-114
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    • 2023
  • 본 논문에서는 Ka-대역 소형 레이더에 적용하기 위한 65-nm CMOS 기반 2채널 이미지 제거 수신기를 기술하였다. 설계된 수신기는 Low-Noise Amplifier (LNA), IQ mixer 및 Analog Baseband (ABB) 회로로 구성된다. ABB 내에 complex filter를 포함하여 원하지 않는 이미지 성분을 억제할 수 있으며, RF 및 ABB의 가변 이득 증폭기 (VGA)에서 이득을 4.5-56 dB 범위에서 조절할 수 있어 수신기의 동적 영역을 확보할 수 있다. 이득 조절은 수신기에 내장된 SPI 컨트롤러를 통해 수행된다. 수신기 칩은 Ka-대역 목표주파수 내 이득 36 dB에서 잡음지수 <15 dB, OP1dB >4 dBm, 이미지 제거비 >30 dB, 채널 간 격리도 >45 dB 특성을 보였다. 본 수신기는 1.2 V 공급전압에서 420 mA를 소모하며, 칩 면적은 4000×1600 ㎛ 이다.

Microbial Biotechnology Powered by Genomics, Proteomics, Metabolomics and Bioinformatics

  • Lee, Sang-Yup
    • 한국생물정보학회:학술대회논문집
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    • 한국생물정보시스템생물학회 2000년도 International Symposium on Bioinformatics
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    • pp.13-16
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    • 2000
  • Microorganisms have been widely employed for the production of useful bioproducts including primary metabolites such as ethanol, succinic acid, acetone and butanol, secondary metabolites represented by antibiotics, proteins, polysaccharides, lipids and many others. Since these products can be obtained in small quantities under natural condition, mutation and selection processes have been employed for the improvement of strains. Recently, metabolic engineering strategies have been employed for more efficient production of these bioproducts. Metabolic engineering can be defined as purposeful modification of cellular metabolic pathways by introducing new pathways, deleting or modifying the existing pathways for the enhanced production of a desired product or modified/new product, degradation of xenobiotics, and utilization of inexpensive raw materials. Metabolic flux analysis and metabolic control analysis along with recombinant DNA techniques are three important components in designing optimized metabolic pathways, This powerful technology is being further improved by the genomics, proteomics, metabolomics and bioinformatics. Complete genome sequences are providing us with the possibility of addressing complex biological questions including metabolic control, regulation and flux. In silico analysis of microbial metabolic pathways is possible from the completed genome sequences. Transcriptome analysis by employing ONA chip allows us to examine the global pattern of gene expression at mRNA level. Two dimensional gel electrophoresis of cellular proteins can be used to examine the global proteome content, which provides us with the information on gene expression at protein level. Bioinformatics can help us to understand the results obtained with these new techniques, and further provides us with a wide range of information contained in the genome sequences. The strategies taken in our lab for the production of pharmaceutical proteins, polyhydroxyalkanoate (a family of completely biodegradable polymer), succinic acid and me chemicals by employing metabolic engineering powered by genomics, proteomics, metabolomics and bioinformatics will be presented.

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초미세 유체 제어 시스템 구현을 위한 마이크로 펌프와 밸브의 집적 (Characterization of Microfluidic system integrated with micropump and microvalve)

  • 유종철;허현정;최영진;강치중;김한수;이경일;신진국;김용상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.1645-1646
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    • 2006
  • Micro ElectroMechanical Systems (MEMS) 기술을 이용한 초미세 유체 제어 시스템 (마이크로 펌프, 마이크로 밸브, 마이크로 채널, 마이크로 믹서 등)은 화학, 생명분야의 DNA 분석, 항원-항체 분석, 질병의 진단 등에 사용되는 lab-on-a-chip, micro total analysis system ($\mu$-TAS) 등에서 화학 및 바이오 유체를 제어하는 분석 시스템의 일부분으로서 사용되며 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 이러한 microchip을 구현하기 위해 초미세 유체 제어 소자인 마이크로 펌프와 밸브를 같은 기관 위에 polydimethylsiloxane (PDMS)와 indium tin oxide (ITO)-Glass를 사용하여 동일한 구조로 집적 하였다. 마이크로 펌프의 pumping rate은 인가 직류 펄스 전력의 주파수와 duty 비를 변화시켜 최적화하였다. 직류 펄스 전력 500 mW를 인가하였을 때 주파수 2 Hz, duty 비 7 %에서 약 $1.05{\mu}l/min$의 최대 유량이 측정되었다. 마이크로 밸브는 ITO 히터에 전력을 인가함으로서 유량의 on/off 제어가 잘 됨을 확인할 수 있었고 유체를 closing하기 위해 필요한 전력은 약 300 mW이다.

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적정기술을 위한 종이기반 현장 진단 기술 (Paper Based Point-of-Care Diagnosis for Appropriate Technology)

  • 신관우;권오선
    • 적정기술학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.46-53
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    • 2019
  • 적정기술이 현장에서 널리 활용되기 위한 조건 중의 하나는 그 기술을 적용하기 위한 용이함과 경제성이 뒷받침 되어야 한다. 특히 질병의 진단은 전문 인력, 장비, 그리고 시약 등의 비용이 높아, 다른 분야에 비하여 개발도상국에 적용되기 가장 어려운 분야이다. 최근, 주변에 가장 흔한 소재 중의 하나인 종이를 기반으로, 특수한 시설이나 장비가 필요 없이도, 누구나 쉽게 배워서 제작하고, 사용할 수 있는 종이 진단칩 기술이 속속 개발되고 있다. 본 기술들은 특정 질병의 진단에 현장에서 신속하게 제작이 가능한 기술로 활용 가능한 현장진단 칩으로 연구되고 있으며, 그 활용 가능성이 커지고 있다. 이 기술들의 완성도가 높아지면, 개발도상국의 가장 큰 의료문제들을 해결하여, 궁극적으로 인간의 삶의 질을 향상시키는데 활용 될 수 있을 것이다.

기술성장모형에 기반을 둔 기술수준평가 결과 및 시사점 - 바이오칩.센서기술을 중심으로 (Technology Level Evaluation Based On Technology Growth Model and Its Implication - In Case of 'Biochip and Biosensor Technology')

  • 한민규;김병수;유지연;변순천
    • 기술혁신학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.252-281
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    • 2010
  • 2008년 기술수준평가 대상기술 중 하나인 '바이오칩 센서기술'은 바이오 분야의 중점과학기술로서 세 가지 세부기술로 구성되어있다. 본 평가에서는 앞선 다른 수준평가의 한계를 극복하기 위하여 델파이와 함께 동태적 방법론(기술성장모형)을 분석틀로 사용하였다. 그 결과 바이오칩 센서기술은 '궁극의 기술'을 기준으로 한국 51.5%, 최고선진국(미국) 75.1%, 두 국가의 기술격차는 6.1년으로 분석되었으며, 5년 후에는 각각 60.1%, 78.4%, 4.3년이 될 것으로 예측되었다. 바이오 분야의 다른 기술과 비교했을 때, 해당 기술은 수준격차가 상대적으로 작았으며, 격차 역시 빠르게 좁혀질 것으로 나타났다. 이러한 특징은 세부기술 수준에서도 마찬가지였다. 설문 분석 결과 해당 기술의 강점은 전문인력 및 연구자금의 효과에 기인하는 것으로 나타났으며, 기초지원의 미비가 취약한 측면으로 지적되었다. 그 외에 이 기술이 상대적으로 신흥 분야이며, 집중적인 연구 활동이 이뤄지고 있다는 점 역시 높은 기술 수준의 요인으로 볼 수 있다. 따라서 바이오칩 센서 기술의 발전을 위해서는 이러한 강점을 더욱 지원하고, 약점을 보완하는 정책 방안이 필요할 것이다.

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톨루엔으로 오염된 공기의 생물학적 여과에 대한 필터용 담체의 영향 (The Effect of Filter Media on the Biofiltration of Air Contaminated by Toluene)

  • 홍성도;한희동;명성운;최호석;김인호
    • KSBB Journal
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    • 제16권6호
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    • pp.603-608
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    • 2001
  • 낮은 농도 (0.41 g/㎥)에서 바이오필터 장치의 제거효율은 5 L/min과 10L/min에서 각각 30~70% 이상을 보여주는 반먼에 고농도 (1.23 g/㎥)에서의 효율은 10~60%이다. 그리고 Synthesized media를 담체로 사용한 바이오필터의 성능이 다른 바이오필터에 비하여 좋지 않았으며, barks를 사용한 바이오필터에 비하여 좋지 않았으며, barks를 사용한 바이오필터의 제거율이 입구농도 0.8g/㎥에서 약 70%로 가장 좋은 성능을 보였다. 이는 합성담체가 porous하여 그 보습능력이 다른 담체들에 비하여 떨어지기 때문임을 알 수 있었다. 바이오필터가 제거할 수 있는 공기중의 톨루엔양은 입구의 단위 시간당 농도를 증가시킴으로써 제거량이 증가함으로 알 수 있었으며, barks를 담체로 사용한 바이오필터의 제거량이 유입 부하량 40 g/㎥에서 최대 30 g/㎥으로 가장 우수한 것으로 나타나, 수분 및 활성의 유지가 안돼는 악의 조건하에서의 바이오필터 적응능력 면에서는 bark를 사용하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다. 한편 바이오필터의 우수한 거동을 위해서는 필터층의 적당한 수분함량 조절이 가장 필수적이며, 각 바이오필터의 pH 변화는 7~8로써, 중성영역을 유지하는 것이 바람직하였다. 모든 바이오필터 시스템에서 압력강하는 0.054 cm$H_2O$/m로서 무시할 만큼 낮았고, 특히 합성담체의 경우에 다른 담체들에 비하여 압력손실이 현저히 낮았다.저히 낮았다.

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HDTV 응용을 위한 3V 10b 33MHz 저전력 CMOS A/D 변환기 (A3V 10b 33 MHz Low Power CMOS A/D Converter for HDTV Applications)

  • 이강진;이승훈
    • 전기전자학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.278-284
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    • 1998
  • 본 논문에서는 HDTV 응용을 위한 10b 저전력 CMOS A/D 변환기 (analog-to-digital converter : ADC) 회로를 제안한다. 제안된 ADC의 전체 구조는 응용되는 시스템의 속도와 해상도 등의 사양을 고려하여 다단 파이프라인 구조가 적용되었다. 본 시스템이 갖는 회로적 특성은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 전원전압의 변화에도 일정한 시스템 성능을 얻을 수 있는 바이어스 회로의 선택적 채널길이 조정기법을 제안한다. 둘째, 고속 2단 증폭기의 전력소모를 줄이기 위하여 증폭기가 사용되지 않는 동안 동작 전류 공급을 줄이는 전력소모 최적화 기법을 사용한다. 넷째, 다단 파이프라인 구조에서 최종단으로 갈수록 정확도 및 잡음 특성 등에서 여유를 얻을 수 있는 점을 고려한 캐패시터 스케일링 기법의 적용으로 면적 및 전력소모를 감소시킨다. 제안된 ADC는 0.8 um double-poly double-metal n-well CMOS 공정 변수를 사용하여 설계 및 제작되었고, 시제품 ADC의 성능 측정 결과는 Differential Nonlinearity (DNL) ${\pm}0.6LSB$, Integral Nonlinearity (INL) ${\pm}2.0LSB$ 수준이며, 전력소모는 3 V 및 40 MHz 동작시에는 119 mW, 5 V 및 50 MHz 동작시에는 320 mW로 측정되었다.

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활성화 이온빔 처리된 Sapphire기판 위에 성장시킨 MOCVD-GaN 박막의 격자변형량 측정 (Measurements of Lattice Strain in MOCVD-GaN Thin Film Grown on a Sapphire Substrate Treated by Reactive Ion Beam)

  • 김현정;김긍호
    • Applied Microscopy
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    • 제30권4호
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    • pp.337-345
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    • 2000
  • 사파이어 기판을 이용한 GaN 박막성장에서 완충층의 사용과 기판의 질화처리는 GaN 박막 내의 격자결함을 줄이는 가장 보편적인 방법이다. GaN박막의 초기 핵생성과 성장 거동을 향상시키기 위한 새로운 방법으로 사파이어 표면을 질소 활성화 이온빔으로 처리하는 방법이 시도되었다. 활성화 이온빔 처리의 결과 약 10nm두께의 비정질 $AlO_xN_y$ 층이 형성되었으며 GaN의 성장온도에서 부분적으로 결정화되어 계면 부위에 고립된 비정질 영역으로 존재하였다. 계면에 존재하는 비정질 층은 기판과 박막사이에서 발생하는 열응력을 효과적으로 감소시키는 역할이 가능하며 이를 확인하기 위하여 활성화 이온빔 처리에 의한 GaN박막 내의 격자변형량 차이를 비교하였다. GaN박막에서 얻어진 $[\bar{2}201]$ 정대축고차 Laue도형을 전산모사 도형과 비교하여 격자변형량을 측정하였다. 본 연구의 결과 활성화 이온빔 처리를 하지 않은 기판 위에 성장시킨 GaN박막의 격자변형량은 처리한 경우에 비해 6배 이상 높은 값을 가졌으며 따라서 활성화 이온빔 처리에 의해 GaN박막의 열응력은 크게 감소함을 확인하였다.

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