생명공학정책연구센터, 간편 공정으로 의료, 생명, 산업 분야 폭넓은 활용 기대
[생명공학정책연구센터]
살아 있는 세포의 무게를 잴 수 있는 정밀저울 개발
- 간편 공정으로 의료, 생명, 산업 분야 폭넓은 활용 기대 -
□ 미래창조과학부(장관 최양희)는 용액 속에서 살아 있는 단일 세포나 마이크로 입자의 질량을 측정할 수 있는 정밀한 저울인 유리모세관* 공진기**를 개발하였다고 밝혔다.
* 유리모세관: 유리로 만들어진 가느다란 파이프 형태를 일컫는다. 일반 병원에서 주사기를 사용하듯 의료나 생명공학 분야에서 유리모세관을 속이 빈 바늘(파이펫) 형태로 가공하여 생물실험에 사용한다.
** 공진기(resonator) : 외력에 의해 구조물이 고유한 주파수로 떨리게 하는 현상을 유도하는 장비 또는 시스템
o 개발한 유리모세관 공진기는 반도체 공정* 없이 일반적인 가공만으로도 멤스 센서**와 유사한 수준의 우수한 정밀도를 나타내 멤스 센서가 가진 복잡한 공정과 고가의 비용, 고가의 제조 설비 문제를 해결할 수 있게 되었다.
* 반도체 공정 : 청정실(cleanroom)에서 실리콘 웨이퍼를 가공하는 방법
** 멤스 센서 : 마이크로 수준의 미세 가공을 통해 만들어지는 힘, 진동, 온도, 무게 등을 계측하는 센서
□ 이정철 교수 연구팀(서강대)은 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구)의 지원으로 연구를 수행했으며, 이 연구결과는 국제적인 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 10월 3일자에 게재되었다.
o 논문명과 저자 정보는 다음과 같다.
- 논문명 : Pulled microcapillary tube resonators with electrical readout for mass sensing applications
- 저자 정보 : 이정철 교수(교신저자·서강대학교 기계공학), 고상근 교수(서울대학교 기계항공공학부), 강태욱 교수(서강대학교 화학생명공학부), 조남준 교수(난양이공대 재료공학부), 이동혁 박사(제1저자·서울대학교 기계항공공학부), 김준휘(제1 공동저자, 난양이공대 재료공학부)
□ 논문의 주요 내용은 다음과 같다.
1. 연구의 필요성
○ 그 동안 바이오/마이크로입자의 질량 계측 및 분석은 실리콘 웨이퍼 미세공정을 통한 멤스(MEMS) 기반 마이크로 질량센서를 이용하였다. 특히 마이크로 질량센서 중 내부에 유체가 흐르는 채널을 갖고 있는 튜브형 질량센서는 살아 있는 세포 등을 계측할 수 있다는 점을 통해서 이를 이용하면 생물분야나 제약, 의료연구 및 관련 산업에 유익하게 사용될 수 있어 연구개발이 지속되어 왔다.
○ 그러나 이와 같은 마이크로 질량센서는 제작할 때 실리콘 가공기술이 필요하고 복잡하고 까다로운 공정과정을 필요로 하여 대량생산이나 낮은 제조단가를 구현하기가 매우 어렵다. 또한 시스템을 구동하는데 들어가는 복잡한 광계측 시스템과 계측시료를 운반할 때 사용되는 유체 튜빙의 어려운 연결방법은 사용 편의성 측면을 크게 떨어뜨려 다양한 분야로의 확대 적용에 상당한 걸림돌로 작용하고 있다. 이러한 이유로 빠르고 간편한 제조공정의 개선 및 사용 편의성 증대는 해결과제로 남아 있었다.