초록 ▼

□ 연구내용
[1] 식품 신선도 센싱 최적화 기술 개발
가. 다종의 가스 검출을 위한 복합 가스센서 모듈 개발
나. 유/무기 소재의 적층구조 공정 제어를 통한 센서 구현 공정기술 개발
◦식품별 신선도 판단을 위한 센싱 소재의 차원구조 제어 공정 기술 개발
◦육류유래 발생가스(암모니아, 황화수소) 센서 공정 단순화
◦반도체식 가스 센서의 내구성 향상 공정 개발
다. AI(Deep learning) 기반의 식품 신선도 판단 알고리즘 개발
◦식품 신선도 판단 알고리즘의 대상 식품 확장 (닭 →

□ 연구내용
[1] 식품 신선도 센싱 최적화 기술 개발
가. 다종의 가스 검출을 위한 복합 가스센서 모듈 개발
나. 유/무기 소재의 적층구조 공정 제어를 통한 센서 구현 공정기술 개발
◦식품별 신선도 판단을 위한 센싱 소재의 차원구조 제어 공정 기술 개발
◦육류유래 발생가스(암모니아, 황화수소) 센서 공정 단순화
◦반도체식 가스 센서의 내구성 향상 공정 개발
다. AI(Deep learning) 기반의 식품 신선도 판단 알고리즘 개발
◦식품 신선도 판단 알고리즘의 대상 식품 확장 (닭 → 닭, 소) 및 신선도 단계 확장 (4단계→ 5단계)
◦5단계 식품 신선도 기준 판단 정확도 개선 (닭 82%→95%, 소 81%-신규)
[2] 식중독 바이러스/균 센서 소재 및 제조 공정 기술 개발
라. 식품 유해 중금속 오염도 판단을 위한 중금속 다중 진단센서 생산 공정 개발
◦유해 중금속 3종(수은, 구리, 카드뮴) 센싱 미생물 진단센서 개발 및 최적화
◦색 변화를 통해 목적 중금속 정량분석 프로토콜 개발
마. 샘플 전처리 간소화 노로바이러스 샘플 특이적 센싱 Aptamer 개발
◦노로바이러스 코트단백질 특이적 결합 Aptamer 선별
◦Aptamer와 나노입자 기반 노로바이러스 형광/광학 듀얼모드 센싱 기술 개발
◦선별된 노로바이러스 Aptamer 센서의 CV 평가
바. 바이오 센서 구현을 위한 변색/발광 센서 소자 개발
◦식중독균/바이러스 센싱용 센서 제조 요소 기술 개발
◦자기조립체 어레이 고정화 기술 개발

□ 연구개발 성과
◦다종의 가스 검출을 위한 복합 가스센서 모듈 개발
- 정성적 성과: 센서 플랫폼 패키징 구현 ( 3종 )
- 정량적 성과
- 기술스펙 달성 성과
◦유/무기 소재의 적층구조 공정 제어를 통한 센서 구현 공정기술 개발
1. 식품별 신선도 판단을 위한 센싱 소재의 차원구조 제어 공정 기술 개발
- 정성적 성과: 열증착기를 이용하여 SnOx 나노구조의 상대밀도를 34.2%의 범위에서 제어
- 정량적 성과
2. 육류유래 발생가스(암모니아, 황화수소) 센서 공정 단순화
- 정성적 성과: ㉮ 레이저 기반 금속 산화물 센서 감지부 제작 기술 확보 및 복합 레이저 공정 기반의 산화철 기반 황화수소 가스 센서 제작 기술 개발
㉯ 전기방사법을 이용한 SnO2 나노튜브 소재 합성공정 확립과 소고기의 신선도 감지가 가능한 황화수소 가스 센서 제작 기술 개발
3. 반도체식 가스 센서의 내구성 향상 공정 개발
- 정성적 성과: Sub-ppm급 고내습/고감도 암모니아 센서 개발
- 정량적 성과
- 기술스펙 달성 성과
◦AI(Deep learning) 기반의 식품 신선도 판단 알고리즘 개발
- 정성적 성과: 학습 네트워크 구조 개선을 통한 신선도 판단 성능 향상
- 기술스펙 달성 성과
◦식품 유해 중금속 오염도 판단을 위한 중금속 다중 진단센서 생산 공정 개발
- 정성적 성과: ㉮ 중금속 샘플 주입을 위한 미세유체 멀티채널 및 실시간 반응성 측정 가능한 프로토 타입 측정기 제작
㉯ 육안으로 판별하기 어려운 저농도(OD600 0.1)에서 중금속 검출 변화량 확인 가능
- 기술스펙 달성 성과
◦샘플 전처리 간소화 노로바이러스 샘플 특이적 센싱 Aptamer 개발
- 정성적 성과: 식중독 노로바이러스 코트단백질(GII.4) 특이 센싱용 Aptamer를 고효율 SELEX 방법을 통해 2종 Aptamer를 선별하고, 노로바이러스 코트단백질에 대한 선택성, 직진성을 확인하고 결합능 비교 측정으로 5% 이하의 CV 값(4.32%) 달성
- 기술스펙 달성 성과
◦바이오 센서 구현을 위한 변색/발광 센서 소자 개발
- 정성적 성과: 왁스 프린터 기반의 식중독균/바이러스 센싱용 센서 제조 기술 확보
- 정량적 성과
- 기술스펙 달성 성과
- 당해년도 정량적 성과 목표 및 실적

□ 기술적 우수성
◦건식증착을 통하여 SnO2 다공성 박막의 상대밀도를 30% 이상 제어하였으며, 이를 활용한 가스센서로 VOCs 종류인 HCHO 가스 0.05 ppm까지 검지하는 데 성공
◦반도체 공정을 통한 미세유체 멀티채널의 정밀성 확보 및 prototype 색변환 측정기 이용하여 실시간 반응 확인 가능
◦식중독 노로바이러스를 10분 내 형광/광학 듀얼모드로 센싱할 수 있는 기술 확보
◦Naked-eye detection 가능한 변색/형광 발현가능한 label free 센서 원료 소재 개발과 Wax printing, direct deposition 등 간단하게 대량 제작이 가능한 multi-array 제조 기술 개발

□ 성과활용 계획
◦식품 내 포함된 유해 중금속, 식중독균/바이러스 검출용 미세유체 멀티 진단키트 개발 및 제품화에 활용
◦Naked-eye detection이 가능한 센서 원료소재 합성 기술은 다양한 물질 검출을 위한 센서 원료 소재로 활용 가능
◦안정적 리포좀 대량 제조 기술은 다양한 기능기를 갖는 리포좀을 목적에 맞게 설계하고 대량 생산할 수 있는 플랫폼 기술로 활용 가능함

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구요약서 ... 4
• 목차 ... 10
• 제 1 장 개 요 ... 11
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 11
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 13
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 16
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 21
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 21
• 제 2 절 당해연도 연구개발 내용 ... 25
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 76
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 84
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 84
• 제 2 절 기대효과 ... 87
• 제 4 장 차년도 사업추진계획 ... 88
• 제 1 절 차년도 사업추진 내용 ... 88
• 제 2 절 차년도 사업추진 일정 ... 101
• 제 3 절 차년도 세부 연구분야(Spec) ... 102
• 제 5 장 참고문헌 ... 109
• 끝페이지 ... 110