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저자정보
김도균 (한국과학기술원) 박태정 (한국과학기술원) 이상엽 (한국과학기술원)
저널정보
한국생물공학회 KSBB Journal KSBB Journal 제24권 제1호
발행연도
2009.3
수록면
1 - 8 (8page)

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현재까지 연구·개발된 바이오칩 및 센서의 경우에는 생체분자 상호작용의 분석을 수행하기 위해서 효소나 형광물질 등과 같은 표지물질을 생체분자에 주입할 필요성이 있었다. 이러한 표지작업은 단백질 등과 같이 고차구조를 형성하는 생체분자에 있어서 그 분자인식능을 저하시키는 문제가 발생하게 된다. 그리고 표지작업은 일련의 조작이 필요하기 때문에 조작의 복잡성을 띄게 되고, 간편성을 저해하는 문제가 발생하게 되며, 분석 결과를 얻기 위해서는 장시간을 필요로 하게 된다. 또한, 생체분자 상호작용의 분석에 적용되는 측정장치도 대형화하게 되어 온사이트 모니터링에 이용하기 어렵다.
이러한 문제점들을 해결하기 위해서 비표지로 생체분자의 상호작용 분석이 가능한 SPR 광학특성, QCM 및 전기화학법 등을 이용한 비표지 바이오칩 및 센서가 개발되었다. 하지만 표지 바이오칩 및 센서와 마찬가지로 장치의 대형화 및 복잡화, 간편성 및 감도 등에 문제가 있었다.
따라서 지금까지 개발되어진 표지 및 비표지 바이오칩의 문제들을 해결하기 위해서 나노구조에서만 발현되는 새로운 광학특성인 LSPR을 기반으로 하는 새로운 형태의 코어-쉘 구조 나노입자 바이오칩이 제작되었다. 코어-쉘 나노입자 바이오칩의 표면에 수직방향으로부터 입사광을 조사하고 바이오칩 표면으로부터 반사된 반사광을 검출기로 검출하여 흡수 스펙트럼을 소형의 분광기로 해석함으로서 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서를 완성하였다. 또한 단백질 항원-항체 반응에 대한 비표지 검출 및 정량특성을 평가한 결과, 감도, 간편성, 유연성, 폭넓은 응용성 등에 양호한 특성을 확인할 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 코어-쉘 나노입자 바이오칩기반 비표지 광학 바이오센서는 생체분자 상호작용의 분석에 많이 이용되고 있는 단백질, DNA, 세포 등의 생체분자에 유연하게 대처할 수 있을 것으로 생각되어지며, 그 밖에 의료, 식품분석, 환경 및 공정 모니터링 등 분야에 폭넓게 이용될 것으로 기대되고 있다. 또한 본 코어-쉘 나노입자 바이오칩 기반 비표지 광학 바이오센서는 소형으로 저렴한 분광기를 이용하여 측정을 실시하고 있기 때문에 온사이트 모니터링에의 적용도 가능할 것으로 생각된다.
#localized surface plasmon resonance #nanoparticle #core-shell dielectric nanoparticle biochip #label-free optical biosensor #biomolecular interaction

목차

Abstract
서론
국소 표면 플라즈몬 공명 (LSPR) 광학특성
금속 나노입자에 의한 LSPR 광학특성의 여기
LSPR 광학특성의 비표지 바이오칩에의 응용
코어-쉘 구조 나노입자 바이오칩의 제작 및 센서로의 응용
나노 코어-쉘 구조 나노입자에 의한 LSPR 광학특성의 여기
코어-쉘 구조 나노입자 바이오칩의 제작방법 및 항원·항체 상호작용 검출
요약
REFERENCES

참고문헌 (48)

참고문헌 신청
1. [학술지(정기간행물)] - Liz-Marzán, L. M. / 2006 / Tailoring surface plasmon through the morphology and assembly of metal nanoparticles / Langmuir 22 : 32 ~ 41 google schola 2. [학술지(정기간행물)] - Maier, S. A. / 2005 / Plasmonics： Localization and guiding of electromagnetic energy in metal/dielectric structures / J. Appl. Phys. 98 : 011101 ~ google schola 3. [학술지(정기간행물)] - Niemeyer, C. M. / 2005 / DNA-based assembly of metal nanoparticles / Eur. J. Inorg. Chem. 18 : 3641 ~ 3655 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - Hutter, E. / 2004 / Exploitation of localized surface plasmon resonance / Adv. Mater. 16 : 1685 ~ 1706 google schola 5. [학술지(정기간행물)] - Ebbesen, T. W. / 1998 / Extraordinary optical transmission through sub-wavelength hole arrays / Nature 391 : 667 ~ 669 google schola

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