초록 ▼

□ 연구개요
향후 세계 산업 시장 중에서 발전가능성이 높은 바이오-의료 산업에 대응하기 위하여 생체 적합성(Biocompatability) 재료인 인지질을 이용한 독자적인 국내 기술 기반 마련을 목적으로 인지질 구조체를 촉매 담체(Catalyst support)로 이용한 고감도 바이오 센서를 개발하고자 함. 친수성, 소수성 부분으로 이루어진 인지질 막은 생체적합도 높은 촉매 담체로써 체내 삽입하여 작동할 수 있는 바이오센서 개발에 매우 용이함. 특히 인지질 구조체를 촉매 담체(Catalystsupport)로 이용한 바이오센서는

□ 연구개요
향후 세계 산업 시장 중에서 발전가능성이 높은 바이오-의료 산업에 대응하기 위하여 생체 적합성(Biocompatability) 재료인 인지질을 이용한 독자적인 국내 기술 기반 마련을 목적으로 인지질 구조체를 촉매 담체(Catalyst support)로 이용한 고감도 바이오 센서를 개발하고자 함. 친수성, 소수성 부분으로 이루어진 인지질 막은 생체적합도 높은 촉매 담체로써 체내 삽입하여 작동할 수 있는 바이오센서 개발에 매우 용이함. 특히 인지질 구조체를 촉매 담체(Catalystsupport)로 이용한 바이오센서는 체내에 존재하는 포도당(glucose)을 손쉽고 신뢰성 있게 정량 검출함으로써 실시간으로 혈당을 측정하여 진단이 가능하며 포도당 센서 기술을 확장시켜 생체 삽입형 바이오 연료전지 기술로 발전시켜 양 전극에 인지질 구조체를 이용하여 anode와 cathode를 구성하고 그 사이에 분리막(Membrane) 없는 포도당 연료전지 개발 및 궁극적으로 생체 삽입형 자가 발전 포도당 센서 기술을 확보하는 것을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 생체 삽입 가능한 포도당 센서와 연료전지를 개발하고 최종적으로 이 두 가지 기술을 연결하여 자가발전 포도당 센서 기술 연구를 목표로 함. 인지질 구조체에 형성된 금속 나노입자를 이용하여 membrane을 사용하지 않는 바이오 연료전지를 개발하였으며 특히 인지질 구조체를 통해 고르게 분산되어진 다양한 금속 나노입자들은 바이오연료전지 및 센서의 촉매가 되어 효소 없이도 전기 화학적 반응으로 포도당의 산화반응을 통해 연료전지 전극으로 적용될 수 있음을 중성용액 및 human plasmon에서 연료전지 평가를 통해 생체적합성을 확인함. 1차년도에서 연구하였던 lipid monolayer 구조체에서 lipid nanotube 구조체를 이용하여 보다 연료전지의 전류밀도를 향상시키고, 2-3차년도에서 중성에서 반응하는 포도당 연료전지 전극을 제작하는 등 인지질 구조체를 이용하여 다양한 금속 나노 입자들을 이용해서 포도당 센서로서의 적용 가능성 및 인체 혈장모사 용액에서의 포도당 연료전지의 구동을 검증하였으며 국제 학술지 발표 및 생체삽입형 바이오 연료전지/센서의 적용 가능성을 확인함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
최근 연구들은 탄소나노튜브에 생체 촉매를 넣어 포도당을 연료로 하는 연료전지를 개발하고 있지만 탄소섬유는 인체 내에서 발암물질로도 작용을 하기 때문에 인체에 삽입 하였을 때 심각한 문제를 일으킬 수 있음. 이에 반해 생체 적합성 재료인 인지질을 이용하여 인체에 삽입할 수 있는 생체 연료전지로 개발이 가능하며 뿐만 아니라 인지질 막을 촉매담체로 이용 효소 없이 금속입자가 직접 포도당을 산화-환원시키며 분리막(Membrane)이 없는 상태로 전류 발생이 가능하여 인지질을 이용한 금속나노입자 분산법을 이용 촉매 표면적을 넓힘으로써 효율적인 전류 생산 및 연료전지의 소형화가 가능해 인체 내부에 삽입 생체이식형 연료전지로의 개발 가능함. 또한 인지질 막을 이용한 생체 삽입형 포도당 센서 및 연료전지는 체내에서 외부와 반응없이 포도당의 산화반응을 통해 전류를 얻어 전지의 교체 또는 외부에서의 전력 충전이 필요하지 않고 자가발전, 유지가 가능한 장점이 있음. 따라서 자가발전 생체 삽입형 포도당 센서의 개발을 통해 의료 기기 외 기기의 구동을 위한 전력공급까지 동시에 가능하여 환자들이 갖고 있는 불편함, 아픔을 해결이 가능할 것으로 기대됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 가. 1차년도 ... 5
• 나. 2차년도 ... 7
• 다. 3차년도 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 (연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 끝페이지 ... 21