초록 ▼

1. 최종목표
기존에 사용하는 외산 전기 세포-기질 임피던스 측정용 전극에 비해 광투과도가 높아 다양한 광학적 세포 분석법과 호환이 용이할 뿐 아니라 도전체의 전기 전도성과 기판의 절연성이 우수하며 외부충격에 내구성이 있는 PC-ITO 기반의 전극칩 제작 및 평가
2. 개발내용 및 결과
∘ 기판, 전극, 절연층, 챔버 재료 선정
∘ 다중 전극회로 기판 및 챔버 구조 설계
∘ 재료를 고려한 제조 공정 설계
∘ 리쏘그라피용 마스크 제작
∘ PC 상에 ITO 증착 및 패터닝 공정
∘ 다중 전극

1. 최종목표
기존에 사용하는 외산 전기 세포-기질 임피던스 측정용 전극에 비해 광투과도가 높아 다양한 광학적 세포 분석법과 호환이 용이할 뿐 아니라 도전체의 전기 전도성과 기판의 절연성이 우수하며 외부충격에 내구성이 있는 PC-ITO 기반의 전극칩 제작 및 평가
2. 개발내용 및 결과
∘ 기판, 전극, 절연층, 챔버 재료 선정
∘ 다중 전극회로 기판 및 챔버 구조 설계
∘ 재료를 고려한 제조 공정 설계
∘ 리쏘그라피용 마스크 제작
∘ PC 상에 ITO 증착 및 패터닝 공정
∘ 다중 전극 및 절연 기판 회로 제조
∘ ITO 전극 상에 절연층 패터닝 및 배양 챔버 제작
∘ PC-ITO 전극칩의 생체 적합성 평가
∘ 전기 임피던스 측정용 어답터 제조 및 전극기판 결합
∘ 다중채널 스위치 및 임피던스 측정기 구축
∘ 전극칩 시스템의 내구성 평가
∘ 세포 배양 시 PC-ITO 세포칩의 전기 임피던스 측정
3. 사업성과
◦기술적 성과
- PC-ITO 미세전극 시스템을 제작하고 광학 및 전기적 세포 특성 측정 시스템을 구현하여 첨단 융복합 보건의료 기술 관련 연구 성과 확보
- 가요성의 PC 기판위에 ITO 도전체를 증착 및 패터닝하고 ITO 도전체 상에 Parylene C 절연체를 코팅 및 패터닝하는 반도체 공정 기술 확보
- 개발한 PC-ITO 전극칩의 세포 배양기간에 대한 내구성 확인과 배양 되는 세포의 흡착, 퍼짐, 분열을 정량하는 전기 임피던스 측정 및 분석 기술 확보
◦경제적 성과
- 광학 및 전기적 세포 특성 분석을 위한 미세전극 기반의 세포칩 관련 시장 진출을 위한 기술력 확보
- 질병진단, 신약개발 외에 환경오염, 수질검사 등에 필요한 바이오칩 관련 제품의 일환으로서 세포칩 제품 개발
- 보건의료 및 제약 산업이 필요로 하는 실시간 광학 및 전기적 세포 모니터링 및 독성/신약 스크리닝 시장 진출 교두보 확보
◦사회적 성과
- 미래 첨단 산업이 요구하는 다중 학제적 우수 연구인력 양성, 특별히 본 과제를 통해 반도체, 계측공학, 생물학 및 의학이 융합된 다중 학문을 연구하는 전문 공학 인력 양성
- 세포칩을 이용한 세포기반 검사의 저변 확대로 증가하는 동물 및 임상시험의 적법성과 윤리성 논란 해결책 제시
- 질병진단 및 신약개발을 위한 도구로서의 활용과 보건의료의 질적 제고를 통한 복지향상에 기여
4. 기술개발결과 활용계획
∘ PC-ITO 전극 기반의 세포칩 양산시설 투자 및 시장진입을 위한 마케팅전략 수립
∘ 해외 경쟁사와 전략적 제휴, 유통 및 판매
∘ 개발한 PC-ITO 전극 기반의 세포칩을 이용해 다양한 배양환경 하에서 세포의 형태적인 변화나 수 나노미터 수준의 세포-세포간 또는 세포-전극간 흡착정도를 광학 및 전기적으로 분석하여 세포 성장 및 반응에 대한 기초적 이해를 돕는 도구로 활용
∘ 제작한 세포칩은 새로운 질병진단 및 신약개발과 보건의료 및 제약 산업과 바이오 방어 및 환경 감시 산업에도 활용
∘ 전기 세포-기질 임피던스의 측정 민감도를 향상시키기 위한 전극 시스템 최적화 기술을 연구하고 세포 분석을 위한 다양한 in vitro 바이오센서 및 Lab-on-a-chip 내 전극 설계 시 활용
∘ 가요성이 있는 PC-ITO 전극 시스템 및 제작 기술을 적용해 생체 조직 내부의 생리 및 형태적인 변화를 광학 및 전기적으로 분석할 수 있는 in vivo 및 이식형 전극 시스템 개발에 활용
5. 기술개발자료의 보안관리
∘ SCI 급 저널 1편 출판 (Biochip 5, 327-332, 2011) 및 출판예정 1편(Journal of Biomedical Nanotechnology, in press), 관련 특허 1편 출원 예정

목차 Contents

• 과제별 사업비사용실적보고서 ... 1
• 개발결과의견서 ... 5
• 최종보고요약서 ... 6
• 최종보고서 작성순서 및 목차 ... 8
• 제 1 장 서론 ... 9
• 제 1 절 개발대상제품의 개요 및 필요성 ... 9
• 제 2 절 관련기술 현황 ... 10
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 12
• 제 1 절 개발목표 ... 12
• 제 2 절 개발내용 ... 13
• 제 3 절 세부추진일정 ... 16
• 제 3 장 사업성과 ... 17
• 제 1 절 기술적 성과 ... 17
• 제 2 절 경제적 성과 ... 21
• 제 3 절 기타 성과 ... 22
• 제 4 장 결론 ... 23
• 제 1 절 PC-ITO 전극 기반의 세포칩 ... 23
• 제 2 절 향후 계획 ... 24