보고서 정보
주관연구기관 |
광주과학기술원 Gwangju Institute of Science and Technology |
연구책임자 |
김민곤
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2021-03 |
과제시작연도 |
2020 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202100017789 |
과제고유번호 |
1711109714 |
사업명 |
개인기초연구(과기정통부)(R&D) |
DB 구축일자 |
2022-03-19
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키워드 |
무세척 바이오센서.자극 감응성 물질.균질 면역분석.페이퍼 칩.현장검사.Wash-free biosensor.Stimuli-responsive material.Homogeneous immunoassay.Paper chip.Point-of-care testing.
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초록
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□ 연구개요
○ 미량의 혈액, 타액, 소변 생체시료 내 존재하는 다양한 질환관련 마커의 검출을 위한 무세척, 고감도, 고정량 면역 바이오센서의 개발
○ 무세척 면역 바이오센싱이 가능한 자극(광, 전기, 온도, 수용성) 감응성 물질의 합성 및 이를 활용한 무세척, 고감도 면역 바이오센싱 원천기술 개발
○ 바이오칩과 무세척 바이오센싱 기술 결합 및 이를 활용한 미량 생체시료의 고정량 면역 바이오센서 개발
□ 연구 목표대비 연구결과
○ 무세척 면역 바이오센싱이 가능한 자극(광, 전기, 온도, 수용성) 감
□ 연구개요
○ 미량의 혈액, 타액, 소변 생체시료 내 존재하는 다양한 질환관련 마커의 검출을 위한 무세척, 고감도, 고정량 면역 바이오센서의 개발
○ 무세척 면역 바이오센싱이 가능한 자극(광, 전기, 온도, 수용성) 감응성 물질의 합성 및 이를 활용한 무세척, 고감도 면역 바이오센싱 원천기술 개발
○ 바이오칩과 무세척 바이오센싱 기술 결합 및 이를 활용한 미량 생체시료의 고정량 면역 바이오센서 개발
□ 연구 목표대비 연구결과
○ 무세척 면역 바이오센싱이 가능한 자극(광, 전기, 온도, 수용성) 감응성 물질 합성
- 광, 전기, 온도, 물 등에 반응하는 자극 감응성 물질 및 구조체 합성
- 자극 감응성 물질 내에 신호유발 물질의 결합 및 신호 발생 플랫폼 10종 개발
- 자극 감응성 물질 기반 무세척 면역 바이오센싱 기초실험
○ 자극 감응성 물질을 활용한 무세척, 고감도 면역 바이오센싱 원천기술 개발
- 하나의 용액 안에서 반응, 자극, 측정이 가능한 무세척 면역 바이오센싱 원천기술 개발
- 기준치 이내 타겟 검출, 검출 시간 20분 이내 (반응시간, 측정 및 분석 시간 포함)
- 타겟 4종 이상에 대하여 적용
○ 무세척 바이오센싱 기술과 칩(페이퍼, 필름, 구조체) 결합 및 이를 활용한 생체시료의 고정량 면역 바이오센서 개발
- 극미량의 검체로 정량 검출이 가능한 칩 디자인
- 검체처리양 10 μL 이하, 측정감도 1 pg/mL 이하, 측정재현성 CV 5% 이내
- 검출 시간 20분 이내 (반응시간, 측정 및 분석 시간 포함)
- 혈액, 타액, 소변 생체시료의 타겟 4종 이상에 대하여 기준치 이내 검출
□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
○ 극미량 검체 측정, 고감도 분석, 검체의 방해종에 자유로운 고정량을 모두 만족하는 면역 바이오센서가 개발된다면 획기적인 바이오센서 원천기술 확보가 가능함
○ 자극 감응성 물질, 무세척 면역 바이오센싱 방법, 칩 결합에 의한 고정량 측정법 등 다양한 논문/특허 확보가 가능하였으며 다양한 현장 바이오센서로 활용될 수 있을 것으로 기대됨
○ 개발된 무세척 면역바이오센서는 의료진단, 모니터링, 치료 등 다방면으로 활용이 가능한 길목 기술에 해당하며, 기존 분석기술의 병목을 해결하는 원천기술에 해당하여 높은 기술적 가치를 가짐.
○ 자극 감응성 물질의 자극에 의한 신호조절 구현을 통해 현장검출 및 진단 시장에서 기술 경쟁력을 가질 수 있는 계기를 마련할 것임. 질병 진단 관련 시장에서 경쟁력을 가지게 되어 큰 산업적 가치를 창출할 것으로 기대됨. 또한, 식품/환경 안전, 질병 진단 및 모니터링 등의 분야에서 기술 경쟁력을 가질 수 있으며 보다 간편한 환경모니터링, 식품안전검사에 확장되어 활용될 수 있음
○ 현장검출 및 진단 시장에서의 경쟁력을 확보함으로써 경제적, 산업적 가치 창출이 예상 되며, 의료진단 분야로 활용이 가능하며 건강 복지 향상에 크게 기여할 것으로 기대됨
○ 소형화, 경량화 된 면역 바이오센서는 거대 시장 형성이 가능할 것으로 기대되는 IoT 헬스케어에 필수적인 기술로 활용될 것임
○ 개발된 고감도 정량이 가능한 면역 바이오센서는 병원뿐만 아니라 가정에서도 질병진단을 위해 간단하게 활용될 수 있는 기술로서 추후 산업체와의 공동 연구를 통한 안정화 작업을 통해 prototype 제작을 구현하여 실제 생활에 이용될 수 있는 기술과 제품을 개발할 수 있을 것으로 기대됨
(출처 : 연구결과 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 연구결과 요약문 ... 2
- 목차 ... 3
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
- 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
- 2) 연구개발의 최종목표 ... 5
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
- 1) 효과적인 바이오센싱을 위한 바이오 리셉터 ... 6
- 2) 광에 의한 신호발생 플랫폼 및 면역 바이오센서 개발 ... 7
- 3) 전기자극에 의한 화학 발광신호 발생 플랫폼 및 면역 바이오센서 개발 ... 10
- 4) 수용성 고분자에 의한 신호발생 플랫폼 및 면역 바이오센서 개발 ... 11
- 5) 온도에 의한 신호발생 플랫폼 및 면역 바이오센서 개발 ... 13
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
- 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
- 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 16
- 3) 목표 달성 수준 ... 16
- 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
- 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
- 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
- 6. 참고문헌 ... 18
- [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
- [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 28
- 끝페이지 ... 43
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