재사용 가능한 차세대 바이오 칩 개발

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재사용 가능한 차세대 바이오 칩 개발
제안자 전창엽
자문교원 김철기
연도 2020
타입 B형 과제
코스
매칭여부 No
참여학생수
소개동영상

제안 배경

전 세계적으로 바이오 센서의 시장은 100억 달러의 가치를 가지고 있음. 현재 바이오 센서는 광학적, 전기화학적 방법, 그리고 자기저항 효과를 이용하여 표적 생체 분자를 감지. 다앙한 방식의 바이오 센서가 개발 되었음에도 불구하고, 상업화를 위해서 바이오 센서의 비용 절감이 필요함. 따라서 재사용 가능한 바이오 센서를 개발함으로서 제조 당 비용을 줄이는 대신 검사 당 비용을 줄이는 것이 중요.

현재 자기 저항 효과를 이용한 바이오 센서의 경우 센서 표면에 항원·항체를 고정시켜 자성 나노 입자에서 나오는 자기장을 통해서 표적 물질을 감지하는 방식. 이러한 방식은 감지 후 표면에 존재하는 잔여물 때문에 재사용하기 힘들어짐. 따라서 센서의 표면에 고정시키는 대신 비자성 폴리곤 비드의 표면에 고정을 시킨 후 자성 나노 입자를 결합 시켜 표적 물질을 감지. 감지 후 미세 유체채널을 통해 폴리곤 비드를 제거 후 재사용 가능성 확인.

과제 목표

<제작> 다공성 기판 위 평면 홀 효과를 이용한 자기 저항 센서의 개발. 비자성 폴리곤 비드와 표적 생체 분자와 자성 나노 입자와의 결합 및 자성 나노 입자로부터 나오는 자기장 감지 및 분석.

<감지 및 분석> 미세 유체 채널과 자기 저항 센서를 결합 후 미세 유체를 통하여 표적 물질 및 자성 나노입자와 결합 된 폴리곤 비드 이동 제어하여 센서로 이송.

폴리곤 비드가 센서 표면에 걸러지는 경우의 신호 분석.

신호 분석 후 유체의 흐름을 반대 방향으로 제어하여, 센서 상단에 걸려져 있는 비드 제거.

재사용 가능성을 확인하기 위해서 동일한 과정을 반복.

과제 내용

  • 자기 저항 센서 및 미세유체채널를 제작하기 위한 MEMS 공정 실험 방법 습득.
  • 미세유체채널을 통해서 유체 흐름 조작에 대한 실험 방법 습득.
  • 소자의 자기적 특성 분석 및 자성 나노 입자의 자기장 감지 및 분석

참고자료

희망학생