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보고서 초록
목차
제1장 서론 16
제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 16
제2절 연구개발의 국내외 현황 18
1. 해외 기술개발 동향시장 18
2. 국내 기술개발 동향시장 18
제3절 연구개발대상 기술의 차별성 19
1. 연구개발대상 기술의 정의 및 개념 19
2. 차별성 20
3. 주관기관의 관련기술 보유현황 20
제2장 연구개발의 목표 및 내용 24
제1절 연구의 최종목표 24
제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 25
제3절 연도별 추진체계 26
1. 연구개발의 추진전략 26
2. 연차별 추진계획 28
3. 연차별 연구수행 방법 29
제3장 연구개발 결과 및 활용계획 46
제1절 연구개발 결과 및 토의 46
1. 1차년도 46
2. 2차년도 58
3. 3차년도 103
제2절 연구개발 결과 (요약) 및 결론 (제언) 105
제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 106
제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) 107
1. 논문게재 실적 107
2. 지적재산권 출원·등록 실적 107
제5절 관련분야의 기술발전 기여도 134
제6절 연구개발 결과의 활용계획 135
제4장 참고문헌 136
표 1. PVP 기반의 막의 전기활성 물질별 감응 시간과 선형 농도 범위 59
표 2. 크로뮴 선택성 전극의 주일 단위 선형 농도 범위 59
표 3. 존재하는 몇몇의 크로늄 선택성 전극의 비교 60
그림 1.1. 연구진 구성 및 구성원간 추진 체계 27
그림 1.2. 연차별 추진 계획 28
그림 1.3. 페놀센서용 전극 개발 및 in-vitro 플랫폼 설계 29
그림 1.4. 페놀센서 시스템용 단일/다중 인쇄형 전극 개발 30
그림 1.5. 기능성전도성 고분자를 이용한 항체의 고정방법 32
그림 1.6. 금나노입자 및 전도성고분자를 이용한 바이오리셉터 고정과정 33
그림 1.7. 전도성고분자/dendrimer/금나노입자/단백질로 구성된 바이오센서 변성과정 34
그림 1.8. 단일채널 capillary electrophoresis-electrochemical detection (CEEC) 시스템 35
그림 1.9. 페놀성 환경호르몬 종류 36
그림 1.10. 페놀 분리, 농축용 랩온어칩 37
그림 1.11. 시료 주입 과정 38
그림 1.12. 시료 농축(FASS) 과정 38
그림 1.13. 시료 농축 (FASI) 과정 39
그림 1.14. 시료 농축 메카니즘 39
그림 1.15. 시료 분리 과정 40
그림 1.16. 시료 분리 및 검출 과정 40
그림 1.17. 기능성 전도성 고분자 및 바이오 물질 43
그림 1.18. 생체 모방형 막의 제작 과정 44
그림 2.1. 인쇄형 일회용 전극 47
그림 2.2. MEMS를 이용한 array 전극 개발: 세포기반 셀칩용 array 전극 개발 47
그림 2.3. 어레이 전극과 상용 Au전극을 이용한 여러 농도의 FcCOOH의 CV 결과. (Scan rate:100mV/s, scan started at -0.2 V vs. Ag/AgC in pH 7 PBS) 48
그림 2.4. 전위차법에 의한 어레이 전극의 전기화학적 특성 분석. 49
그림 2.5. 기능성 전도성 고분자에 생화학 물질 고정화 과정 50
그림 2.6. 금나노입자 및 전도성고분자막을 이용한 바이오센서 전극 제작 과정 51
그림 2.7. 금나노입자 및 dendrimer를 이용한 고기능 나노바이오 센서 제작 과정 51
그림 2.8. 비전도성 고분자를 이용한 바이오리셉터 고정법 개발 52
그림 2.9. 페놀센서용 전극 개발 및 in-vitro 플랫폼 설계 52
그림 2.10. 싸이올기를 이용하여 전극표면에 고정화된 cty-c와 활성산소와의 반응 54
그림 2.11. 전도성 고분자를 이용하여 전극표면에 고정화된 cty-c와 활성산소와의 반응 55
그림 2.12. TTCA를 이용하여 제작된 어레이 센서의 활성산소의 감응 56
그림 2.13. PMA 또는 SOS가 적용된 세포의 활성 산소 검출의 영향 57
그림 3.1. p-(4-acetanilidazo) calix[4]arene의 구조 58
그림 3.2. pH 변화에 따른 전위 그래프 60
그림 3.3. Thrombin aptamer 센서 제작 과정 61
그림 3.4. (a) 3D-금나노로드, (b) 3D-전도성 고분자 나노로드 전극의 SEM 이미지 62
그림 3.5. Thrombin 검출을 위한 센서의 최적화 조건 연구 62
그림 3.6. (a) Apt/3D-CPNEs, (b) Apt/AuNPs/3D-CPNEs 센서의 thrombin 검출을 위한 전기 촉매적 반응과 검정선 63
그림 3.7. 도파민 검출을 위한 센서 제작 과정 64
그림 3.8. (a) 1,5-DAN, (b) 1,5-DAN + F3GA를 유리질 탄소 전극에 전기화학적인 방법으로 정착시킴 (Scan rate : 100 mV/s, 0.5 M H₂SO₄ solution) 65
그림 3.9. (a) bare GCE, (b) PDNA/GCE, (c) F3GA/PDNA/GCE 의 SEM 이미지 65
그림 3.10. 다양한 도파민 농도에 따른 F3GA/PDAN 센서의 감응 및 검정선 66
그림 3.11. F3GA/PDAN 센서의 도파민에 대한 선택적 감응 반응 66
그림 3.12. 폐암 조기 진단 면역센서 제작 과정 67
그림 3.13. 각 변성단계에서의 XPS 스펙트럼 68
그림 3.14. 다양한 변성 전극의 임피던스 스펙트럼 69
그림 3.15. AnnexinII 농도에 대한 검정선 69
그림 3.16. 실제 폐암 환자의 타액 속 annexinII 검출 분석 70
그림 3.17. Neo 검출을 위한 면역센서 제작과정과 검출원리 71
그림 3.18. (A)는 (a) AuNPs/GC (b) pDPB/AuNPs/GC (c) anti-Neo/pDPB/Au-NPs/GC.의 SEM image. (B) 0.1M TBAP/CH₂Cl₂ 용액에서 0.0 V ~ +1.0 V 사이의 순압전압전류법을 사용하여 1.0 mM DPB를 전기적으로 고분자화 시킴.... 72
그림 3.19. 각 변성단계에서의 XPS 스펙트럼 73
그림 3.20. 순환전압전류곡선 (A)는 0.1M PBS에서 (a) bare GC, (b) anti-Neo/pDPB/AuNPs/GC, and (c) Hyd-MWCNT(AuNP)-Ab2//Neo//anti-Neo/pDPB/AuNPs/GC에서 Neo 감응.... 74
그림 3.21. Neo 검출용 면역센서의 농도에 따른 검정선 75
그림 3.22. 일산화질소 검출 바이오센서 제작 과정 76
그림 3.23. 각 단계에서의 SEM, XPS, QCM 분석 77
그림 3.24. 각 변성단계에서의 순환전압전류곡선. 78
그림 3.25. 일산화질소 바이오센서의 최적화 실험. 78
그림 3.26. 농도에 따른 일산화질소 검출 센서의 암페로메트릭 반응과 센서의 간섭효과 결정. 79
그림 3.27. 실제 쥐의 간세포 속에서의 일산화질소 농도 분석 79
그림 3.28. Bisphenol A 검출 바이오센서 제작 과정 80
그림 3.29. 각 변조단계에서의 XPS 스펙트럼 81
그림 3.30. 다양한 변조 전극의 임피던스 스펙트럼 81
그림 3.31. 다양한 변조 전극에 대한 Bisphenol A의 순환전압전류 그래프 82
그림 3.32. Bisphenol A의 농도에 대한 검량선 82
그림 3.33. Phosphorylated nNOS 면역센서의 제작 과정 83
그림 3.34. (a) TDDA/PVC-COOH, (b) anti-phospho-nNOS IgG/PVC-COOH 센서의 ESCA 스펙트럼 및 AFM 이미지 85
그림 3.35. Saline 또는 cocaine으로 처리된 쥐 뇌세포에 대한 nNOS 센서의 전위차법 측정 86
그림 3.36. In-vitro 세포 적용 실험 방법 87
그림 3.37. nNOS 면역 센서의 C6와 YPEN-1 세포에 대한 전위차법 측정 87
그림 3.38. Cytochrome C의 산화 환원 반응을 기반으로 한 생체유사막 전극개발. 88
그림 3.39. 각 변성 단계에서의 XPS 스펙트럼 89
그림 3.40. DOPE + UQ10/poly-TTCA/AuNPs/SPCE전극의 Cytochrome C의 순환전류전압 곡선(A)0.1 M PBS (pH 7.0)에서, (B)0.1 M PBS (pH 7.0)에 NADH(0.0 ~ 5.0 mM)의 농도에서 순환전류전압 곡선 (주사 속도 50m V/s)(이미지참조) 90
그림 3.41. Cardiolipin의 단분자층 배열 형태를 나타낸 그래프 90
그림 3.42. (A)Cl/cyt c:DOPE + UQ10/poly-TTCA/AuNPs/SPCE 전극에서 NADH농도에 따른 시간대전류법 곡선. (B)실제 세포 시료를 측정한 시간대전류법 곡선. Gray solid line, blank; black dash line, control test; gray dash line, 1.0mM NADH 표준용액(이미지참조) 91
그림 3.43. 대상 검체로 사용된 환경 호르몬의 구조식 92
그림 3.44. 제작된 microfluidic device 93
그림 3.45. 제작된 농축 및 분리 채널 microfludic device 93
그림 3.46. Microfluidic chip 제작과정 94
그림 3.47. Microfluidic chip 실제 모습 94
그림 3.48. 시료 주입 과정 95
그림 3.49. 시료 농축 (FASS) 과정 95
그림 3.50. 시료 농축 (FASS) 과정 96
그림 3.51. 샘플 주입 과정 96
그림 3.52. 시료 분리 및 검출 과정 97
그림 3.53. 미세유동입자의 제작 과정 97
그림 3.54. (a) 바탕용액(0.1 M phosphate buffer, pH 7.0), (b) nonylphenol, (c) 4-nonylphenol, (d) bisphenol A, (e)4-octylphenol, (f) 4-pentylphenol. (작업전극 : cellulose-ds-DNA modified CPE, Scan rate: 100 mV/s,) 98
그림 3.55. (a) 바탕용액(0.1 M phosphate buffer, pH 7.0), (b) nonylphenol, (c) 4-nonylphenol, (d) bisphenol A, (e) 4-octylphenol, (f) 4-pentylphenol. (작업전극 : cellulose-ds-DNA + AuNPs modified CPE, Scan rate : 100 mV/s.) 99
그림 3.56. 최적화 실험 (deposition time, pH, 온도) 100
그림 3.57. (A) 완충용액의 농도와 (B) wate plug 길이에 대한 최적화 101
그림 3.58. 분리된 환경호르몬의 종류에 따른 측정한 신호의 감응 전류 그래프 101
그림 3.59. FASS와 FASS+FASI 단계를 수행한 시간대전류 그래프 102
그림 4.1. 분리/농축/검출 unit이 집적화된 랩온어칩 시스템 시제품 103
그림 4.2. 분석적 수행 및 실제 시료의 분석 104
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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