• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집 제23권 1호
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• pp.319-322
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• 2004

본 연구에서는 DNA의 상보적인 결합을 이용하여 DNA 혼성화 반응을 감지할 수 있는 SH형 SAW 센서를 개발하였다. 측정에 사용된 DNA는 15개의 염기를 가진 올리고 뉴클레오티드를 사용하였으며 이에 대해 상보적 결합이 가능한 염기서열을 가진 것과 그렇지 않은 미스매치 형태의 DNA 올리고뉴클레오티드를 이용하여 DNA 혼성화 반응 특성을 측정하였다. SH형 SAW 센서는 압전 단결정 $LiTaO_{3}$를 사용하여 100 MHz 발진되는 형태로 제작하였으며, 센서의 지연선 위에 Ti/Au 층을 증착하여 SH기가 수식된 탐침 DNA의 고정화가 가능하게 하였다. 제작된 센서는 Au가 증착된 박막위에 탐침 DNA를 SAM 방법으로 고정화 시켰을 경우와 고정화된 탐침 DNA와 표적 DNA와의 혼성화 반응을 시키고 난 후의 센서의 주파수 변화를 각각 측정하였다. 개발된 DNA 혼성화 반응 측정용 SH형 SAW센서는 DNA 혼성화 특성에 기인한 질량하중 효과에 따른 안정적인 주파수 변화를 나타내었다.

• 한국음향학회지
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• 제26권1호
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• pp.42-47
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• 2007

본 논문에서는 probe DNA의 고정화 및 Probe DNA와 target DNA의 혼성화 반응을 감지할 수 있는 DNA 측정용 고주파 SAW 센서의 주파수 증대에 따른 감도향상에 대해 연구하였다. 센서는 $36^{\circ}$ YX $LiTaO_3$ 압전 단결정 기판위에 Au 박막이 증착된 측정채널 (sensing channel)과 기준채널 (reference channel)로 구성되며 200MHz에서 발진되는 이중 지연선 형태로 제작되었다. 또한 SAW 센서의 감지 미케니즘의 최적화를 위해 SAW 센서의 Au 지연선상의 Probe DNA의 최적 고정화 반응농도와 target DNA의 최적 혼성화 반응농도를 결정하였으며, 디지털 시린지 펌프시스템을 구성하여 실험자에 따른 오차를 최소화하였다. 측정채널의 Au 박막 지연선상에 probe DNA를 고정화시킨 후 target DNA를 주입하면, DNA의 혼성화 반응이 일어나며 Au 지연선상의 질량이 변하게 된다. 따라서 질량하중 효과에 대한 센서의 주파수 변화를 측정하였다. 개발된 센서는 최대 0.066ng/ml/Hz의 민감도를 가지며 질량하중 효과에 대한 안정적인 주파수 변화를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.213.1-213.1
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• 2015

Field effect transistors (FETs)를 기반으로 한 바이오센서는 빠른 응답속도, 저비용, label-free 등을 이유로 각광받고 있다. 그러나 3D 구조를 기반으로 한 FETs 바이오센서의 낮은 sensitivity의 한계점을 지니며, 이를 극복하기 위해 1D 구조의 나노튜브 등을 활용하였으나 여전히 높은 sensitivity의 확보는 힘들다. 최근에는 이러한 문제점을 극복하기 위해 이차원 반도체 물질 중 하나인 Transition metal dichalcogenide (TMD)를 이용하여, 700 이상의 sensitivity를 지니는 pH센서 및 100 이상의 sensitivity를 지니는 바이오센서가 보고되었다. 하지만 이보다 더 높은 정확성 및 반응성을 높이기 위한 연구는 부족한 실정이다. 우리는 DNA 템플릿을 이용하여, TMD FET 기반 pH 및 바이오센서의 반응성을 극대화시키는 연구를 선보인다. DNA는 7~8정도의 유전상수 (K)를 가지는 물질로 기존 $SiO_2$(K=3.9)보다 높은 유전상수를 가지며 두께를 0.7 nm로 매우 얇게 형성할 수 있는 장점이 있다. 이는 FET 기반 바이오센서의 표면 캐패시턴스를 높여 sensitivity를 극대화할 수 있으며, 기존에 사용된 high-k 기반 바이오센서와 비교하여도 약 10배 이상의 sensitivity 향상을 노릴 수 있다. 또한, TMD 물질로 우리는 $WSe_2$를 선택하였으며, pH 용액의 receptor로써 우리는 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTES)를 활용하였고, 템플릿으로 사용된 DNA는 DX tile 및 Ring type의 두 가지를 사용하였다. 추가로, DNA의 phosphate backbone을 중성화시키고 DNA의 base pairing의 charge 안정화를 위해 구리 이온($Cu^{2+}$) 및 란타넘족($Tb^{3+}$)을 추가하였다. 완성된 바이오센서의 pH 센싱을 위해 우리는 pH 6,7,8의 표준 용액을 사용하였으며, 재현성 및 반복성의 확인하였다.

• 한국음향학회지
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• 제24권3호
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• pp.160-165
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• 2005

본 연구에서는 DNA의 고정화 및 DNA 혼성화 반응을 감지할 수 있는 SH형 SAW 센서를 개발하였다. 고정화 및 혼성화 반응에 사용된 탐침 DNA 및 표적 DNA는 상보적 결합이 일어날 수 있는 염기서열을 가진 15-mer의 올리고뉴클레 오티드를 사용하였다. SH형 SAW 센서는 압전 단결정 $36^{\circ}\;YX\;LiTaO_3$를 사용하여 100 MHz로 발진되는 이중 지연선 형태로 제작하였다. 제작된 센서는 Au가 증착된 박막위에 고정화된 탐침 DNA와 표적 DNA와의 혼성화 반응을 시키고 난 후 센서의 주파수 변화를 측정하였으며, DNA 고정화 및 혼성화 반응은 pH 7.4의 PBS 완충용액상에서 수행하였다. 개발된 SH형 SAW센서는 $1.55 {\cal}ng/{\cal}ml/Hz$의 민감도를 가지며, DNA 혼성화 특성에 기인한 질량하중 효과에 따른 안정적인 주파수 변화를 나타내었다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 추계학술발표대회 및 bio-venture fair
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• pp.709-710
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• 2000

유전자센서 기술은 biomedical analysis를 위해 일반적으로 고체 상에 고정화된 DNA 분자를 이용한다. 이 센서의 검출능력은 주로 capture probe의 서열뿐만 아니라 oligonucleotide의 고체 상에 고정화 방법에 달려있다. 본 연구에서는 glass 표면에 DNA 분자를 고정화시키는 두 가지 다른 방법을 비교하였고 유전자센서의 구성에 대해 검토하였다.

• 전자통신동향분석
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• 제35권1호
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• pp.25-33
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• 2020

Just as it is possible to distinguish people by using physical features, such as fingerprints, irises, veins, and faces, and behavioral features, such as voice, gait, keyboard input pattern, and signatures, the an IoT device includes various features that cannot be replicated. For example, there are differences in the physical structure of the chip, differences in computation time of the devices or circuits, differences in residual data when the SDRAM is turned on and off, and minute differences in sensor sensing results. Because of these differences, Sensor data can be collected and analyzed, based on these differences, to identify features that can classify the sensors and define them as sensor-based device DNA technology. As Similar to the biometrics, such as human fingerprints and irises, can be authenticatedused for authentication, sensor-based device DNA can be used to authenticate sensors and generate cryptographic keys that can be used for security.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권6호
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• pp.51-56
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• 2011

자성 산화철 나노입자(iron oxide nanoparticle, ${\gamma}-Fe_2O_3$) 표면을 기능성 유기 분자를 이용하여 아민기($-NH_2$), 카르복실기(-COOH)로 표면 처리 하였으며, 이들 기능기로 표면 처리된 산화철 나노입자를 FT-IR을 이용하여 나노입자 표면을 분석하였다. 아민기, 카르복실기로 표면처리된 산화철 나노입자 표면에 특정 배열을 갖는 21-base pair 길이의 프로브 DNA를 고정하였고, 형광 라벨(Cy5)이 부착된 상보적, 비상보적 타게트 DNA를 이용하여 고정된 프로브 DNA와 hybridization을 진행하였다. 각각의 상보적, 비상보적 타게트 DNA와 hybridization 처리한 산화철 나노입자를 confocal microscopy를 이용하여 관찰하였으며, 그 결과 산화철 나노입자를 이용하여 특정 배열의 DNA검출에 성공하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.86-90
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• 2011

전계효과 트랜지스터(FETs)를 이용한 전하 검출형 DNA센서는 DNA가 가지고 있는 음전하를 중성화 시키는 양이온의 영향은 매우 중요하다. 본 논문에서는 양이온 농도에 의존하는 Debye length에 관한 연구를 통해 DNA 검출감도를 평가하였다. Debye length는 낮은 농도의 NaCl 용액에서 긴 거리를 유지하며, Debye length가 높은 용액에서 DNA가 가지고 있은 음전하는 게이트 채널에 보다 많은 영향을 미친다. 용액내 NaCl농도가 1 mM인 버퍼 용액에서 상보적 DNA의 hybridization에 의한 전계효과 트랜지스터의 게이전압은 21 mV 시프트 했으며, NaCl 농도가 10 mM인 버퍼 용액에서는 7.2 mV, NaCl농도가 100 mM인 버퍼 용액에서는 전계효과 트랜지스터의 게이트 전압이 5.1 mV 각각 시프트 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 전계효과 트랜지스터를 이용한 전하 검출형 DNA센서의 검출 감도는 Debye length에 의존하는 것을 규명하였다.

• 센서학회지
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• 제21권5호
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• pp.359-366
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• 2012

Nanopore DNA sequencing is an emerging and promising technique that can potentially realize the goal of a low-cost and high-throughput method for analyzing human genome. Especially, solid-state nanopores have relatively high mechanical stability, simple surface modification, and facile fabrication process without the need for labeling or amplification of PCR (polymerized chain reaction) in DNA sequencing. For these advantages of solid-sate nanopores, the use of solid-state nanopores has been extensively considered for developing a next generation DNA sequencing technology. Solid-state nanopore sequencing technique can determine and count charged molecules such as single-stranded DNA, double-stranded DNA, or RNA when they are driven to pass through a membrane nanopore between two electrolytes of cis-trans chambers with applied bias voltage by measuring the ionic current which varies due to the existence of the charged particles in the nanopore. Recently, many researchers have suggested that nanopore-based sensors can be competitive with other third-generation DNA sequencing technologies, and may be able to rapidly and reliably sequence the human genome for under $1,000.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2000년도 춘계총회 및 학술발표회
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• pp.13-13
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• 2000