KR101145660B1 - 나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법 - Google Patents

나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정된 자성나노입자; 상기 자성나노입자를 제어할 수 있는 자기장 공급부; 및 상기 자성나노입자의 리셉터에 부착된 특정분자를 감지하는 나노센서를 포함하는 질병진단용 장치에 관한 것이다.
나노자성입자, 나노센서

Description

나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법{Device for disease diagnosis including nano magnetic particles and nano sensor, and method of inspection thereof}
본 발명은 나노자성입자 및 나노센서를 포함하는 질병진단용 기기 및 그 검사방법에 관한 것으로, 자성입자를 이용하여 타겟분자의 분리정제를 용이하게 하고, 이를 나노센서에 이동시켜 센서 표면에 타겟분자가 쉽게 접근하도록 하여 검출을 용이하게 할 수 있는 질병진단용 기기에 관한 것이다.
나노 크기의 작은 직경을 갖는 물질들은 독특한 전기적, 광학적, 기계적 특성 때문에 최근 들어 매우 중요한 물질로 대두되고 있다. 지금까지 진행되어 온 나노구조에 관한 연구는 양자크기 효과와 같은 새로운 현상으로 미래의 새로운 광소자 물질로서의 가능성을 보여주고 있다. 특히, 나노구조물의 경우, 단일 전자 트랜지스터 소자뿐만 아니라 각종 화학센서 및 바이오센서 등으로 이용될수 있어 새로운 광소자 재료로 각광받고 있다. 여기서 나노구조물은 탄소나노튜브, 나노로 드 및 나노와이어 등을 포함한다.
나노와이어 또는 탄소나노튜브를 이용한 나노센서를 기반으로 하는 바이오센서는 나노구조물 표면에 고정화되어있는 리셉터에 검출하고자 하는 화학인자나 바이오분자, 질병표지인자(효소, 단백질, DNA, 탄수화물, 핵산, 항원, 항체 등)가 특이적으로 반응하여 나노구조물 표면에 흡착되어 특정 분자만을 검출할 수 있다. 이 때, 흡착된 분자의 전하로 인해 나노구조물에 전계가 발생되어 게이팅효과가 나타나 나노구조물의 전도성 변화를 유도하고 이를 감지함으로써 센서로 동작하게 된다. 나노구조물의 전도성 변화를 유도하는 방법으로는 전기화학, 형광, 발색, 광학 등의 다양한 물리 화학적 방법이 사용되며, 나노구조물 표면에 고정된 리셉터는 검출대상물에 특이적으로 반응하도록 제작되기 때문에 의도한 분자만을 검출하는 센서로 작동한다.
나노구조물을 이용한 센서는 작은 분자의 전하량의 변화에도 반도체 나노구조물 내부에서 큰 전자전송 캐리어(전자 또는 홀)의 변화가 유도되기 때문에 고감도의 센싱을 할 수 있으나, 나노구조물의 감도를 증가시킬수록 환경적인 요인에 의한 노이즈 영향이 커져 원하는 반응에 의해 유도되는 신호를 측정하기가 어렵다.
또한, 나노 튜브나 나노 와이어 FET 를 사용하여 그 표면에 리셉터를 부착하여 특이반응으로 타겟 분자가 흡착될 경우, 나노튜브나 나노와이어의 전도성이 변하는 것을 감지하여 타겟 분자를 검출하거나 정량하였는데, 디바이차폐로 인한 검출 한계와 센서를 일회적으로만 사용할 수 있는 문제점이 있고, 샘플을 별도로 분리 정제해야 하는 절차가 필요한 문제점이 있으며, 또한 전도성 변화 측정 방식이 아닌 나노갭을 이용한 capacitive 방식의 나노센서 또한 샘플의 정제 필요성과 극미량 분석의 용이함이 있음에도 나노갭 내에 타겟 분자가 접근하지 않으면 검출이 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 리셉터가 부착된 나노자성입자를 이용하여 타겟분자의 분리정제를 용이하게 하고, 이를 나노센서에 이동시켜 센서 표면에 타겟분자가 쉽게 접근할 수 있도록 하여 검출을 용이하게 할 수 있는 질병진단용 기기 및 그 검사방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정된 자성나노입자; 상기 자성나노입자를 제어할 수 있는 자기장 공급부; 및 상기 자성나노입자의 리셉터에 부착된 특정분자를 감지하는 나노센서를 포함하는 질병진단용 장치를 제공한다.
상기 나노센서는 나노와이어, 나노튜브, 나노로드 및 나노갭 중 어느 하나의 나노구조물로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 자기장 공급부는 상기 나노센서가 형성되어 있는 기판 바닥에 상기 자성나노입자가 위치할 수 있도록 자기장 방향을 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
상기 질병진단용 장치를 사용하여 리셉터만 있는 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호와 타겟분자까지 흡착된 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호를 비교 분석하여 타겟분자의 존재 및 정량을 분석하여 질병유무를 알 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 타겟과 특이적으로 상호작용하는 리셉터를 자성나노입자에 고정화시키는 단계; 검사시료를 주입하여 상기 자성나노입자와 혼합하여 타겟분자가 상기 자성나노입자 표면에 흡착되는 단계; 자기장을 이용하여 타겟분자가 흡착된 상기 자성나노입자를 고정시키고, 여타 불순물을 세척하여 시료전처리과정을 완료하는 단계; 타겟분자가 흡착된 상기 자성나노입자를 자기장을 통하여 나노센서 표면으로 이동시키는 단계; 리셉터만 있는 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호와 타겟분자까지 흡착된 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호를 비교분석하여 타겟분자를 검사하는 단계; 및 분석완료 후, 상기 자성나노입자를 제거, 세척하여 다음검사가 가능하도록 나노센서를 준비시키는 단계를 포함하는 질병진단용 장치를 이용한 시료분석방법을 제공한다.
상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 나노센서는 나노와이어, 나노튜브, 나노로드 및 나노갭 중 어느 하나의 나노구조물로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 나노자성입자 표면에 타겟분자가 고정되어 있으므로 나노센서에는 리셉터 분자 혹은 타겟 단백질 고정화는 이루어지지 않으므로 나노센서를 일회용이 아닌 계속해서 사용할 수 있어, 동일한 센서로 반복적인 타겟검출 실험을 진행할 수 있어서 반복적인 실험이 가능하므로 실험의 신뢰성 평가가 용이하고, 검증이 쉬우며, 정량분석을 위한 신호 데이터 처리가 용이해지는 효과가 있다. 나노입자에 고정된 타겟분자가 직접 나노센서 표면에 접근하게 되므로 디바이차폐 문제를 간단하게 극복할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정된 자성나노입자; 상기 자성나노입자를 제어할 수 있는 자기장 공급부; 및 상기 자성나노입자의 리셉터에 부착된 특정분자를 감지하는 나노센서를 포함하는 질병진단용 장치를 제공한다.
상기 나노센서는 나노와이어, 나노튜브, 나노로드 및 나노갭 중 어느 하나의 나노구조물로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 자기장 공급부는 상기 나노센서가 형성되어 있는 기판 바닥에 상기 자성나노입자가 위치할 수 있도록 자기장 방향을 제어할 수 있는 것이 바람직하다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되고, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로, 자성나노입자 및 자기장을 이용하여 시료전처리 과정을 나타내는 것으로, 검출하고자 하는 타겟분자만을 자성나노입자 표면에 흡착시키는 것을 보여준다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 질병진단용 장치를 제조하기 위하여, 먼저 기판 상에 네트워크 형태의 나노 FET(field effect transistor)센서를 형성시킨다. 상기 나노센서는 나노와이어, 나노튜브, 나노로드 및 나노갭 중 어느 하나의 나노구조물로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기판은 실리콘 웨이퍼, 유리, 석영, 금속 및 플라스틱으로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 실리콘 웨이퍼인 것이 바람직하다.
나노와이어의 우수하고 편리한 전기적 특성을 이용하면서도 전기적 특성이 저하되지 않으면서 민감도가 높은 바이오센서를 구현하기 위해 본 발명은 자성나노입자를 이용하는데, 상기 자성 나노입자는 자성 재료로 구성될 수 있다. 상기 자 성 재료는 Fe2O3, Fe3O4 또는 FePt 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 자성 나노입자는 수 내지 수십 nm 의 크기인 것을 사용하는 것이 효과적이다. 상기 나노자성체는 계면활성처리를 통하여 표면처리가 가능하며 고분자 도입을 통해 코아가 자성물질이고 그 표면을 고분자 코팅한 구 형태의 균일한 크기를 갖는 자성나노입자로 제조될 수 있다. 상기 코아에 들어가는 자성체의 수는 표면처리 방법에 의해 1개에서 수개, 수십개로 할 수 있으며, 표면 고분자에 공유결합으로 화학기능기를 도입하여 리셉터를 고정시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 자성나노입자 표면에 고정화되어있는 리셉터에 검출하고자 하는 화학인자나 바이오분자, 질병표지인자(효소, 단백질, DNA, 탄수화물, 핵산, 항원, 항체 등)가 특이적으로 반응하여 나노구조물 표면에 흡착되어 특정 분자만을 검출할 수 있다. 이 때, 흡착된 분자의 전하로 인해 리셉터만 가지는 자성나노입자가 유도된 나노센서신호와 흡착분자를 가지는 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호의 차이가 생기게 되는데, 이로 인해 나노구조물의 전도성 변화를 유도하고 이를 감지함으로써 센서로 동작하게 된다.
나노구조물의 전도성 변화를 유도하는 방법으로는 전기화학, 형광, 발색, 광학 등의 다양한 물리 화학적 방법이 사용되며, 나노구조물을 이용한 센서는 작은 분자의 전하량의 변화에도 반도체 나노구조물 내부에서 큰 전자전송 캐리어(전자 또는 홀)의 변화가 유도되기 때문에 고감도의 센싱을 할 수 있다. 나노와이어 FET 형태의 전기식 센서의 경우 주변의 이온용액의 농도로 인한 환경적인 요인에 의해 특정 크기 이상의 리셉터와 타겟분자의 전하는 주변 이온에 의해 차폐되어 나노채널에 전계효과를 내기가 어려운데, 이는 자성나노입자에 고정된 분자의 전하를 나노채널 표면에 유도함으로써 해결할 수 있다. 즉, 자기장에 의해 나노와이어 표면으로 자성나노입자를 쉽게 접근할 수 있도록 유도할 수 있으며 자성나노입자의 표면에 부착된 타겟입자의 전하는 나노채널에 직접 맞닿게 되어 디바이차폐를 극복하기가 용이하다.
바이오센서에 탄소나노튜브와 같은 나노구조물이 센서의 감지부로 이용되는 이유는 레이블링이 필요없고, 단백질의 변형없이 수용액 상에서 반응을 진행시킬 수 있기 때문이다. 또한, 매우 큰 표면대 부피비 및 나노크기의 감지부로 인하여 감도가 우수하고 빠른 응답속도를 보이며 상온에서 작동할 뿐 아니라 소비전력이 적다는 장점이 있다.
검사시료는 혈장 또는 배변 등의 체액을 사용하는데, 이는 다양한 생체분자 및 화학물질이 혼재하는 상태이다. 상기 검사시료에서 원하는 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터를 자성나노입자에 고정시킨다.
도 2는 세척을 통해 자성나노입자에 타겟분자만 포획되는 단계를 나타내고, 도 3은 자기장을 이용하여 나노자성입자가 나노센서 표면으로 유도된 단계를 나타낸다.
상기 자성나노입자 표면은 화학기능기가 도입되어 검출하고자 하는 타겟분자를 특이적으로 인식하는 리셉터의 역할을 통해 타겟분자만을 흡착하고, 자성입자에 포획된 타겟분자 이외에는 세척을 통해 제거한 후, 타겟분자가 고정된 자성입자를 자기장을 이용하여 나노센서로 이동시키는 방식을 사용하는데, 나노센서칩 바닥에 강한 자기장이 형성되도록 자석을 배치하면 타겟분자가 고정된 자성나노입자는 센서가 형성된 기판 표면으로 끌려오게 되므로 타겟분자는 센서의 표면에 쉽게 접근할 확률이 높아진다.
상기와 같은 자성나노입자를 나노센서 주변에 쉽게 접근시키기 위해서 나노센서 주변에 자속집중기를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 자속 집중기(Flux Concentrator)는 외부의 자기장에 의해 자화되어 자속 집중기 사이의 갭(Gap) 영역에 자속을 집중시킨다. 즉, 자속 집중기가 외부 자기장에 의해 자화되면 막대 자석 두 개가 서로 마주보며 자기장을 형성하는 것과 같은 효과가 생긴다. 예컨대, 갭 영역에서는 제1 막대자석의 N극에서 나오는 자속이 제2 막대자석의 S극으로 흘러들어가는 모양의 자기장이 형성되며, 갭 영역 외에서는 제 1 막대자석의 N극에서 나온 자속이 제 1 막대자석의 S극으로 원형형상의 자속 모양을 형성하며, 제 2 막대자석 N극에서 나온 자속은 제 2 막대자석의 S극으로 원형 형상의 자속 모양을 형성한다.
타겟분자가 흡착된 자성나노입자는 나노트랜지스터 센서로 옮겨져 자성나노입자 표면에 특이적으로 흡착되어 있는 타겟 분자의 전하를 나노 FET 센서가 검출하게 된다.
상기 자기장 공급부는 영구자석등이 사용되는데, 상기 영구자석의 자기력은 800~1200 가우스 정도인 것이 바람직하며, 자기장으로 상기 자성나노입자를 이동시켜 나노 FET 센서에서 감지할 수 있도록 한다.
타겟분자의 특이 검출은 자성나노입자와 나노 FET 센서에 의해 이루어지게 되며 존재 여부 혹은 정량분석은 나노센서의 전기신호 변화에 의해 분석된다. 분석이 완료된 자성나노입자는 자기장을 제거하여 나노 FET 센서에서 쉽게 제거할 수 있으며, 나노 FET 센서는 계속해서 사용할 수 있다.
즉, 실험이 완료된 자성나노입자는 자기장을 제거하거나 자기장의 세기를 세척에 용이하도록 변경하여 세척함으로써 나노센서로부터 쉽게 제거할 수 있어, 기존의 나노센서 자체에 리셉터가 부착되어 디바이차폐로 인한 검출 한계와 센서를 일회적으로만 사용할 수 있는 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따르면, 타겟과 특이적으로 상호작용하는 리셉터를 자성나노입자에 고정화시키는 단계; 검사시료를 주입하여 상기 자성나노입자와 혼합하여 타겟분자가 상기 자성나노입자 표면에 흡착되는 단계; 자기장을 이용하여 타겟분자가 흡착된 상기 자성나노입자를 고정시키고, 여타 불순물을 세척하여 시료전처리과정을 완료하는 단계; 타겟분자가 흡착된 상기 자성나노입자를 자기장을 통하여 나노센서 표면으로 이동시키는 단계; 리셉터만 있는 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호와 타겟분자까지 흡착된 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호를 비교분석하여 타겟분자를 검사하는 단계; 및 분석완료 후, 상기 자성나노입자를 제거, 세척하여 다음검사가 가능하도록 나노센서를 준비시키는 단계를 포함하는 질병진단용 장치를 이용한 시료분석방법을 제공한다.
상기와 같이 분석이 완료되면 자기장을 이용하여 자성나노입자를 제거하고 세척하여 다음 검사가 가능하도록 나노센서를 준비시킬 수 있으며, 같은 방법으로 동일하게 반복실험한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 질병진단용 장치는 샘플 전처리와 타겟 분자의 검출이 하나의 반도체 소자 기판에서 이루어지게 할 수 있어 랩온어칩 구현이 용이하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자성나노입자 및 자기장을 이용하여 시료전처리 과정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세척을 통해 자성나노입자에 타겟분자만 포획되는 단계를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장을 이용하여 나노자성입자가 나노센서 표면으로 유도된 단계를 나타내는 개략도이다.

Claims (8)

  1. 타겟분자와 특이적으로 반응하는 리셉터가 고정된 자성나노입자;
    상기 자성나노입자의 리셉터에 부착된 특정분자를 감지하는 나노센서; 및
    기판 하부에서 이동 가능하도록 형성되고, 자기장을 발생하며, 상기 자성나노입자를 발생된 자기장을 통하여 제어하여 상기 나노센서의 위치로 이동시키는 자기장 공급부를 포함하는 질병 진단용 장치
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 나노센서는 나노와이어, 나노튜브, 나노로드 및 나노갭 중 어느 하나의 나노구조물로 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질병진단용 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 나노센서의 주변에 설치되는 자속 집중기(Flux Concentrator)를 더 포함하는 질병 진단용 장치
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 나노센서는,
    나노 센서에 유도된 리셉터만 있는 자성나노입자와, 나노 센서에 유도된 타겟분자까지 흡착된 자성나노입자와의 전하에 의한 저항 변화 또는 전기적 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 질병진단용 장치.
  6. 타겟분자와 특이적으로 상호작용하는 리셉터를 자성나노입자에 고정화시키는 단계;
    검사시료를 주입하여 상기 자성나노입자와 혼합하여 타겟분자가 상기 자성나노입자 표면에 흡착되는 단계;
    자기장을 이용하여 타겟분자가 흡착된 상기 자성나노입자를 고정시키고, 여타 불순물을 세척하여 시료전처리과정을 완료하는 단계;
    타겟분자가 흡착된 상기 자성나노입자를 제어하기 위해 자기장 공급부를 통하여 자기장을 발생시키는 단계
    상기 자성나노입자를 나노센서 표면으로 이동시키기 위해 상기 자기장 공급부를 나노센서가 형성된 지점으로 이동시키는 단계;
    리셉터만 있는 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호와 타겟분자까지 흡착된 자성나노입자가 유도된 나노센서 신호를 비교분석하여 타겟분자를 검사하는 단계; 및
    분석완료 후, 상기 자성나노입자를 제거, 세척하여 다음 검사가 가능하도록 나노센서를 준비시키는 단계를 포함하는 질병진단용 장치를 이용한 시료분석방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 리셉터는 효소기질, 리간드, 항체, 아미노산, 펩티드, 단백질, 핵산, 지질 및 탄수화물 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 질병진단용 장치를 이용한 시료분석방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 나노센서는 나노와이어, 나노튜브, 나노로드 및 나노갭 중 어느 하나의 나노구조물로 구성되는 것을 특징으로 하는 질병진단용 장치를 이용한 시료분석방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014126337A1 (ko) * 2013-02-14 2014-08-21 서울대학교 산학협력단 바이오센서 및 이를 이용한 타겟물질 검출방법
KR101568362B1 (ko) * 2013-10-31 2015-11-12 (주)타스컴 바이오 측정 시스템
WO2015183030A1 (ko) * 2014-05-29 2015-12-03 서울대학교 산학협력단 재사용이 가능한 화학적 또는 생물학적 센서 및 그 사용방법
US10060851B2 (en) 2013-03-05 2018-08-28 Plexense, Inc. Surface plasmon detection apparatuses and methods
US10359362B2 (en) 2013-04-15 2019-07-23 Plexense, Inc. Method for manufacturing nanoparticle array, surface plasmon resonance-based sensor and method for analyzing using same
KR20200141277A (ko) 2019-06-10 2020-12-18 한국전자기술연구원 면역진단 키트 및 이를 이용한 면역진단 방법
KR20210079957A (ko) 2019-12-20 2021-06-30 한국전자기술연구원 자성입자 기반의 면역 진단 기기
KR20220008103A (ko) 2020-07-13 2022-01-20 한국전자기술연구원 신속 면역 진단 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101340522B1 (ko) * 2011-07-12 2013-12-11 아주대학교산학협력단 유기인산계 화합물의 검출을 위한 전기화학적 바이오센서 및 이를 이용한 유기인산계 화합물의 정량 분석 방법
KR102031194B1 (ko) * 2012-06-14 2019-10-11 한국전자통신연구원 베타-아밀로이드의 농도를 측정하는 방법
KR20140025978A (ko) * 2012-08-24 2014-03-05 한국전자통신연구원 침을 이용한 알츠하이머 질병의 진단 방법
KR102180033B1 (ko) * 2017-12-07 2020-11-17 서울대학교산학협력단 재사용이 가능한 자성 나노 입자를 포함하는 바이오센서 및 이를 이용한 타겟 검출방법
KR102252970B1 (ko) * 2019-05-24 2021-05-17 한국기계연구원 고속 분자진단 장치 및 이를 이용한 고속 분자진단 방법
KR102402112B1 (ko) * 2020-04-27 2022-05-25 한국식품연구원 메타 구조체를 이용한 품질 분석용 나노 센서

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060094416A (ko) * 2005-02-24 2006-08-29 한국과학기술원 자성 나노입자와 마이크로비드를 이용한 자기력 기반 미세 유체 칩 및 이를 이용한 생체분자분석장치 및 생체분자분석방법
KR20090000859A (ko) * 2007-06-28 2009-01-08 연세대학교 산학협력단 진단 및 치료용 자성 메탈 나노 복합체

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060094416A (ko) * 2005-02-24 2006-08-29 한국과학기술원 자성 나노입자와 마이크로비드를 이용한 자기력 기반 미세 유체 칩 및 이를 이용한 생체분자분석장치 및 생체분자분석방법
KR20090000859A (ko) * 2007-06-28 2009-01-08 연세대학교 산학협력단 진단 및 치료용 자성 메탈 나노 복합체

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014126337A1 (ko) * 2013-02-14 2014-08-21 서울대학교 산학협력단 바이오센서 및 이를 이용한 타겟물질 검출방법
KR101489951B1 (ko) 2013-02-14 2015-02-06 서울대학교산학협력단 바이오센서 및 이를 이용한 타겟물질 검출방법
US10060851B2 (en) 2013-03-05 2018-08-28 Plexense, Inc. Surface plasmon detection apparatuses and methods
US10359362B2 (en) 2013-04-15 2019-07-23 Plexense, Inc. Method for manufacturing nanoparticle array, surface plasmon resonance-based sensor and method for analyzing using same
KR101568362B1 (ko) * 2013-10-31 2015-11-12 (주)타스컴 바이오 측정 시스템
WO2015183030A1 (ko) * 2014-05-29 2015-12-03 서울대학교 산학협력단 재사용이 가능한 화학적 또는 생물학적 센서 및 그 사용방법
KR20150137310A (ko) * 2014-05-29 2015-12-09 서울대학교산학협력단 재사용이 가능한 화학적 또는 생물학적 센서 및 그 사용방법
KR101593545B1 (ko) * 2014-05-29 2016-02-26 서울대학교 산학협력단 재사용이 가능한 화학적 또는 생물학적 센서 및 그 사용방법
KR20200141277A (ko) 2019-06-10 2020-12-18 한국전자기술연구원 면역진단 키트 및 이를 이용한 면역진단 방법
KR20210079957A (ko) 2019-12-20 2021-06-30 한국전자기술연구원 자성입자 기반의 면역 진단 기기
KR20220008103A (ko) 2020-07-13 2022-01-20 한국전자기술연구원 신속 면역 진단 방법

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