초록 ▼

□ 연구개요
Label 없이도 측정 샘플의 분자 구조에 따른 신호 측정이 가능한 핵자기공명 분광기 (nuclear magnetic resonance spectroscopy)를 기반으로 휴대가 가능한 micro NMR 디바이스를 개발하였다. 태블렛 크기 정도의 휴대형 NMR 바이오센서 제작을 위해, (1) NMR용 자기장, (2) 신호 송수신용 RF 코일, (3) 액체 샘플 로딩용 미세유체 칩 그리고 (4) NMR 신호 수집 및 처리를 위한 RF회로 및 제어시스템 등 4개 핵심 요소들을 개발하였다.

□ 연구 목표대비

□ 연구개요
Label 없이도 측정 샘플의 분자 구조에 따른 신호 측정이 가능한 핵자기공명 분광기 (nuclear magnetic resonance spectroscopy)를 기반으로 휴대가 가능한 micro NMR 디바이스를 개발하였다. 태블렛 크기 정도의 휴대형 NMR 바이오센서 제작을 위해, (1) NMR용 자기장, (2) 신호 송수신용 RF 코일, (3) 액체 샘플 로딩용 미세유체 칩 그리고 (4) NMR 신호 수집 및 처리를 위한 RF회로 및 제어시스템 등 4개 핵심 요소들을 개발하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
- 자석을 이용한 자기장 및 RF마이크로코일 최적화 연구
: 최대 0.8 T의 자기장을 얻을 수 있었고, 제작된 디바이스에서는 0.5T의 자기장을 사용
: 21MHz 공명 주파수를 갖는 마이크로 RF 코일 제작 및 튜닝/매칭 회로 제작
- NMR RF 회로 제작
: 신호 송수신 및 30dB 증폭회로 개발
- 미세유체칩(샘플전처리, 핵자기공명 local guide 용) 개발
: ultra-fast 레이저를 사용하여, 빠르고 간단하게 미세유체관을 유리에 제작하는 공정 개발

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
본 연구를 통해 휴대형 NMR 기반 바이오센서 제작을 할 수 있었다. 데스크탑 컴퓨터 사이즈 보다 작은, 휴대형이 가능한 NMR 기반 바이오센서에 필요한 자기장을 작은 영구자석으로도 가능하였고, 이 자기장 크기에 맞춘 공명주파수를 갖는 RF 코일 및 송수신 신호 회로를 제작하였다. 이는 모두 테블렛 디바이스 크기 정도의 NMR기반 바이오 센서를 제작하는데 적합한 크기로 제작이 되어, 현장 진단형 바이오센 서로 활용될 가능성이 있다고 기대하고 있다.
또한 액체 상태의 진단 샘플을 정확하게 RF 코일내로 주입하기 위한 미세유체관을 설계/제작하였으며, 이 과정에서 1시간 내로 빠르게 유리 미세유체 디바이스를 제작할 수 있는 공정법을 개발하였다. 또한 3차원 구조의 미세유체 구조도 추가 공정없이 유리기판 내부에 만들 수 있는 공정을 개발하여, 마이크로 원심분리기, 세포분류기 등의 고효율 및 고처리량의 유리 기반 미세유체 플랫폼 개발에 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석(해당 시) ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 참고문헌 ... 13
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 25