초록 ▼

1. 나노박막형 화학기계 트랜스듀서 개발
융합형 트랜스듀서 제작기술 확립: CMOS 호환 어레이 공정
나노바이오IT 통합 시스템 구축 및 바이오센싱 평가: DNA 0.1 pM 검출한계 달성
기술 장벽 극복 원천기술 확보: 압력보정, 금나노막대 및 탄소나노튜브 이용 표면력증폭
2. CMOS 정전용량 Readout 회로 개발
나노트랜스듀서 호환 CMOS 설계, 제작 및 평가 : 0.49 fF 측정한계 @ 212 μW 달성
8×8 어레이형 CMOS 맞춤형 SoC 제작 및 평가
3. CMOS-나노트랜스

1. 나노박막형 화학기계 트랜스듀서 개발
융합형 트랜스듀서 제작기술 확립: CMOS 호환 어레이 공정
나노바이오IT 통합 시스템 구축 및 바이오센싱 평가: DNA 0.1 pM 검출한계 달성
기술 장벽 극복 원천기술 확보: 압력보정, 금나노막대 및 탄소나노튜브 이용 표면력증폭
2. CMOS 정전용량 Readout 회로 개발
나노트랜스듀서 호환 CMOS 설계, 제작 및 평가 : 0.49 fF 측정한계 @ 212 μW 달성
8×8 어레이형 CMOS 맞춤형 SoC 제작 및 평가
3. CMOS-나노트랜스듀서 맞춤형 32비트 프로세서: 데이터 처리 하드웨어 개발, 시험
CMOS나노트랜스듀서 생화학 검출신호 처리시스템 개발: 신호분석처리 기법 개발
실리콘 기반의 전자기유도패턴 측정기술 개발
4. 혈청단백질프로파일 생산 및 임상시료 DB구축: 600여례확보, 400여례분석, 1000개압타
머세트구성 단백질 프로파일 자료확보
5. 압타머기반 간관련 질환 진단기술 개발: 간암, 간염, 간경화 진단 95%이상 정확도
인공신경 패턴어레이 분석: 우수한 압타머세트 100개 선정
나노트랜스듀서의 측정 특성을 이용한 genotyping 진단컨텐츠 개발

Abstract ▼

The result of this project will create new paradigm to replace widely-used optical detection method with the electrical molecular image processing. This new system has merits such as low cost process, easy automation, and real-time sensing as compared with conventional optical detection method which

The result of this project will create new paradigm to replace widely-used optical detection method with the electrical molecular image processing. This new system has merits such as low cost process, easy automation, and real-time sensing as compared with conventional optical detection method which needs high cost and has limited applications.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 1절. 연구 개발의 목적 ... 12
• 2절. 연구 개발의 필요성 ... 13
• 1. 기술적 측면 ... 13
• 2. 경제 ․ 산업적 측면 ... 14
• 3. 사회 ․ 문화적 측면 ... 15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 1절. 국내외 관련분야의 환경변화 ... 16
• 1. 핵심기술의 국내외 관련 흐름 ... 16
• 2. 핵심기술 특허전략의 변화 ... 17
• 3. 협동연구의 환경변화 ... 18
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 19
• 1절. 나노박막형 화학기계 트랜스듀서 개발 ... 19
• 1. 융합형 트랜스듀서 제작기술 확립 ... 19
• 가. CMOS와 호환 및 어레이 구현이 가능한 제작공정의 개발 ... 19
• 나. 나노박막 트랜스듀서 제작 ... 20
• 2. 나노바이오IT 통합 시스템 구축 및 바이오센싱 평가: DNA 0.1 pM 검출한계 달성 ... 22
• 가. CMOS 정전용량 측정 칩을 이용한 SOP 통합 ... 22
• 나. 마이크로 유체시스템을 결합시킨 바이오센싱 시스템 구축 ... 24
• 다. DNA matching 실험을 통한 트랜스듀서의 성능 검증 ... 26
• 3. 기술 장벽의 극복 기법 확보 ... 29
• 가. 압력의 영향을 최소화 하는 트랜스듀서의 제작기술 확보 ... 29
• 나. 나노표면 처리를 이용한 표면력 증폭기술 개발 ... 30
• 2절. CMOS 정전용량 Readout 회로 개발 ... 34
• 1. 나노 트랜스튜서 호환 CMOS 설계, 제작 및 평가 ... 34
• 가. IC 검출 방법 및 회로 고안 ... 35
• 나. IC 검출 방법의 개선 ... 36
• 2. 8 × 8 어레이형 CMOS 맞춤형 SoC 제작 및 평가 ... 42
• 가. CMOS 어레이 구조를 위한 측정방법 ... 42
• 나. CMOS 회로를 이용한 어레이 방식의 임피던스 측정 ... 43
• 다. Flexible한 Microarray 구성 방식 ... 45
• 라. CMOS-나노트랜스듀서의 어레이형 결합 시스템 결과 ... 47
• 3절. CMOS-나노트랜스듀서 맞춤형 32비트 프로세서 ... 50
• 1. CMOS 나노 트랜스 듀서 생화학 검출 신호 처리시스템 ... 50
• 2. 실리콘 기반의 전자기 유도 패턴 측정기술 개발 ... 58
• 4절. 혈청 단백질 프로파일 생산 및 임상시료 DB 구축 ... 61
• 1. 간질환자의 혈청 확보 ... 61
• 2. 압타머 기반 바이오칩을 이용한 혈청단백질프로파일 생산 및 임상정보 DB구축 ... 62
• 3. 데이터 분석, 압타머 합성 및 혼성화 효율성 ... 65
• 5절. 압타머 기반 간 관련 질환 진단기술 개발 ... 71
• 1. 인공신경 패턴 어레이 분석 ... 71
• 2. 나노트랜스듀서의 측정 특성을 이용한 genotyping 진단컨텐츠 개발 ... 74
• 가. 나노트랜스듀서의 측정 특성 ... 74
• 나. 진단컨텐츠 개발 (gold plate와 HPV DNA probe의 부착조건 확립) ... 76
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 80
• 1절. 연도별 연구 목표 ... 80
• 2절. 연구 개발 목표의 달성도 ... 81
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 82
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 83
• 1절. capacitance-to- frequency converter ... 83
• 2절. 상용 마이크로프로세서 분석 ... 85
• 1. TI DPS(TMS320C542) 분석 ... 85
• 2. Motorola DSP56303 분석 ... 89
• 3. 삼성 Calm RISC 분석 ... 92
• 3절. 바이오 마커 ... 94
• 제 7 장 참고문헌 ... 96