The Planar Hall effect in a spin valve structure has been applied as a biosensor being capable of detecting $Dynabeads^{(R)}$ M-280. The sensor performance was tested under the application of a DC magnetic field where the output signals were obtained from a nanovoltmeter. The sensor with the pattern size of $50{\times}100{\mu}m^2$ has produced high sensitivity; especially, the real-time profiles by using that sensor revealed significant performance at external applied magnetic field of around 7.0 Oe with the resolution of 0.04 beads per $\mu m^2$. Finally, a successful array including 24 patterns with the single sensor size of $3{\times}3{\mu}m^2$ has shown the uniform and stable signals for single magnetic bead detection. The comparison of this sensor signal with the others has proved feasibility for biosensor application. This, connecting with the advantages of more stable and high signal to noise of PHR sensor's behaviors, can be used to detect the biomolecules and provide a vehicle for detection and study of other molecular interaction.
방사선 조사된 대두의 검지방법을 연구하기 위하여 국산 및 중국산 대두에 대하여 $0.5{\sim}4.0\;kGy$의 감마선을 조사하고 열발광(TL), 전자스핀공명(ESR) 및 DNA comet 특성을 비교 검토하였다. TL 측정에서 비조사구는 $280^{\circ}C$ 부근에서 매우 낮은 glow curve를 나타내었고, 감마선 조사구는 $200^{\circ}C$ 부근에서 조사선량에 의존적인 glow curve를 나타내었다. 재조사(re-irradiation) 방법에 의한 TL ratio$(TL_1/TL_2)$의 비교는 TL 측정 결과의 정확도를 높여 주었다. 원산지별 TL 특성 비교에서 국산을 중국산에 비해 높은 TL intensity를 나타내었다(p<0.01). 대두 껍질을 사용한 ESR 측정에서는 조사시료에서 cellulose radical 유래의 특이한 signal(g = 2.02374, 1.98715)을 보여주었고 중국산 시료의 ESR signal이 더 높게 나타났다. 비조사 대두의 DNA comet은 tail이 없거나 아주 짧은 tail을 가진 전형적인 intact cell을 나타내었다. 그러나 0.5 kGy 이상의 감마선 조사 시료에서는 조사선량에 의존적으로 comet의 tail length 증가와 더불어 comet의 크기 및 농도의 변화가 일어났다. 이상의 결과에서 TL, ESR 및 DNA comet의 분석은 대두의 방사선 조사 여부 확인을 가능하게 하였으며, 원산지별 검지특성의 차이는 거의 없었다.
광 리소그래피 공정을 이용하여 GMR-SV(Giant magnetoresistance-Spin valve) 다층박막 위에 마이크로 크기의 바이오센서용 소자와 코일-채널을 적층으로 각각 제작하였다. 직경 $1{\mu}m$ 크기인 여러 개의 자성비드가 결합된 적혈구가 마이크로 채널로 지나갈 때 코일에 인가하는 AC 신호로 정지 또는 통과하는 적혈구 움직임을 조절하였다. GMR-SV 소자 위에 포획된 적혈구-자성비드가 갖는 미세자기장은 자기저항비를 변화시켜 검출용 출력신호 특성으로 나타났다. 이것을 이용하여 자성비드를 결합한 적혈구의 막 변형에 따른 운동 특성을 분석하는 바이오센서로 활용할 수 있음을 보여주었다.
목적 : Echo planar image (EPn와 다론 MR 영상기법에서 2시간 이내의 초급성 출혈의 발견율의 차이를 비교해 보고자 한다. 대상 및 방법 : 인위적으로 뇌출혈을 유발시킨 백서 10마리를 대상으로 EP1, 급속 스핀에코 (FSE) T2 강조영상, Fluid attenuated inversion recovery (FLAIR) 영상, 스펀에코 (SE) Tl 강조영상과 Tl 강조 Gradient echo (GE) 영상을 이용하여, 뇌출혈을 일으킨 2시간 후에 MR 촬영을 하였다. 추가적으로 3마리는 출혈 30분 후에, 6마리는 1시간 후에 각각 EPI와 FSE T2 강조영상을 얻었다. 얻어진 영상에 대한 주관적인 시각적 평가를 하기위하여 세명의 방사선과 의사가 출혈 병변이 어느 MR 영상 기법에서 제일 잘 보이는지를 평가하였다. 정량적인 평가 로는 병변-정상 뇌설질의 대조잡음비(contrast-to-noise ratio, CNR)를 측정하였다. 통계처리는 Wilcoxon-Ranks test를 이용하였다. 결과 : 시각적 평가에서 출혈 병변이 높은 신호강도로 나타난 EP1, FLAIR, FSE T2 영상 중 EPI 영상이 특히 높은 신호강도로 나타나 제일 쉽게 병변이 구별되었다. 정량적인 평가에서 출혈 병 변-정상 뇌설질의 CNR은 EPI와 FLAIR 영상에서 다른 세 영상기법에 비해 통계적으로 유의하게 우월하였다 (p<0.01). 그러나 EPI와 FLAIR 영상간의 CNR은 동계적으로 유의한 차이가 없었다 (p>0.10). 추가적으로 출혈 30분과 1l시간 후 촬영한 모두에서 EPI영상과 FSE T2 강조 영상은 정상에 비해 높은 신호강도를 보여 병변의 구별이 가능하였다. 결론 : 백서에서 유발시킨 초급성기 뇌출혈의 여러 기법의 MR 영상 중 EPI 영상이 영상획득 시간이 가장 빠르면서 시각적 평가와 정량적 평가에서 출혈의 발견율이 가장 높아 출혈의 선속한 진단에 유용할 것으로 생각된다.
미생물적 품질개선이 요구되는 복합조미식품 2종(beef broth 분말, pork bone extract 분말)을 대상으로 $0\~10kGy$의 감마선을 조사하고 광자극 발광(PSL), 전자스핀공명(ESR) 및 열발광(TL) 측정에 의한 조사여부검지 가능성을 분석하였다. 조사선량에 따른 PSL photon count를 측정해 본 결과, 비조사 beef broth와 pork bone 분말은 각각 503.0과 429.5의 값을 보여 비조사 시료에서 측정되는 700이하의 값이 확인되었다. 그러나 $1\~10kGy$ 조사시료에서는 모두 5,000 이상의 photon count가 측정되어 이들 복합조미식품은 PSL 분석에 의해 방사선 조사여부를 신속하게 screening할 수 있었다. 또한 조사시료의 ESR 분석에서는 beef broth와 Pork bone 분말에서 signal의 g-value가 2.0065와 2.0067로 각각 측정되었고, 조사선량에 따라 ESR signal intensity가 증가하는 경향으로 beef broth 분말 $R^2=0.9226$, pork bone extract 분말 $R^2=0.9280$의 상관을 보였으나 방사선 유래의 signal은 확인되지 않았다. TL분석 결과 beef broth분말의 경우에서만 $170^{\circ}C$ 부근에서 방사선 조사 유래의 glow curve가 나타났으며, 재조사에 의한 TL ratio $(TL_1/TL_2)$는 비조사군 0.05이하, 1kGy 이상 조사군 1.0 이상으로 방사선 조사 여부의 검지가 가능하였다.
미세유체 종이-기반 분석 장치는 최근 현장 진단 및 환경 물질 감지를 포함한 다양한 적용가능성으로 주목을 받고 있다. 본 연구는 적은 비용과 간단한 검출 방법으로 중금속을 빠르게 검출할 수 있는 3D-μPAD를 제작하기 위해 PDMS 양면 인쇄 방법을 제안하였다. 3D-μPAD 디자인은 레이저 커팅으로 아크릴 스탬프에 적용할 수 있으며, 제작된 스탬프에 PDMS 고분자를 스핀 코팅 후 양면접촉인쇄 방식 도입을 통해 3차원 형태의 소수성 장벽 형성에 필요한 조건을 확인하였다. 구체적으로 소수성 장벽 형성 조건인 고분자 농도, 스핀 코팅 속도 및 접촉 시간에 따라 PDMS 소수성 장벽 면적과 친수성 채널의 면적 변화를 분석함으로써 3D-μPAD 제작 공정 조건 최적화를 수행하였다. 최적화된 μPAD로 니켈, 구리, 수은 이온, pH를 다양한 농도에서 검출하였고 이를 ImageJ 프로그램으로 분석하여 grayscale 값으로 정량화 하였다. 이를 통해 3D-μPAD를 제작함으로써 특별한 분석 기기 없이 다양한 중금속 비색 검출을 수행함으로써 조기진단 바이오 센서로의 응용 가능성을 증명하였다. 이 3D-μPAD는 휴대가 간편한 다중 금속이온 검출 바이오센서로서, 신속한 현장 모니터링이 가능하므로 개발도상국 같은 자원이 제한된 지역에서 유용하게 사용 가능하다.
The detection properties of gamma-irradiated (0~10 kGy) dried seaweed, dried shrimp, and seasoned dried filefish were investigated by photo-stimulated luminescence (PSL) and electron spin resonance (ESR). PSL could be used as a detection method on irradiated dried seaweed and dried shrimp as they showed photon counts greater than 5,000 counts/60 s (positive) in the irradiated samples with doses above l kGy. However, PSL could not be applied to detect irradiated seasoned dried filefish, because gamma-irradiated sample at 10 kGy even yielded photon counts less than 700 counts/60 s (negative). The ESR spectroscopy for only dried shrimp revealed specific signals derived from free radicals captured in the shell of shrimp. As a result, it is considered that PSL or ESR methods for detection of gamma-irradiated dried shrimp and only PSL can be used to detect gamma-irradiated seaweed. Furthermore, it is considered that hydrocarbon analysis of seasoned dried filefish containing fat by GC/MS and Thermo Luminance (TL) analysis of dried seaweed should be studied for detection of irradiation.
이온빔 증착 스퍼터링법과 고아 리소그래피법으로 FeMn-스핀밸브 바이오 센서를 제작하였다. 혈액내의 Fe를 포함한 헤모글로빈(Hemoglobin)과 나노 자성입자의 자성검출은 최대 자장감응 약 $0.1{\sim}0.8%/Oe$인 거대자기저항 스핀밸브 바이오 센싱소자를 이용하였다. 사용된 혈액은 인체의 피였고, Co-페라이트 나노 자성입자는 수용성 무정형 실리카로 코팅이 되었으며, 그 크기의 평균직경의 범위는 9nm에서 50nm이었다. 실제 크기가 $5x10{\mu}m^2 $ 혹은 $2x6{\mu}m^2 $로 제작된 센싱소자의 4 전극 중 전류 입력단자에 흐르는 감지전류는 1 mA로 하였다. 혈액과 나노자성 입자가 소자의 중앙부분으로 떨어졌을 때, 출력신호는 각각 자성 여부의 검출 특성을 알 수 있는 충분한 크기로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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