아스코르브산(AA), 도파민(DA), 요산(UA)과 같은 소분자 대사물질의 실시간 분석은 생물학적 시스템 연구 및 질병 진단에 필수적입니다. 대표적인 금속-유기 골격체(MOF)인 MIL-101(Cr)은 우수한 화학적 안정성과 넓은 비표면적을 겸비하여 다양한 분야에서 큰 잠재력을 보입니다.
본 연구에서는 폴리옥소메탈레이트(POM)가 통합된 바이메탈 MOF 복합체인 MIL-101(Cr2Fe)-POM-T (POM = SiW12 또는 PW12, T = 180 또는 220)를 전기화학 센서로 개발하여 AA, DA, UA 측정 성능을 평가했…
본 연구는 채널 길이 100nm의 이종접합 전면 게이트 나노선 터널 전계효과 트랜지스터(HJ-GAA-NWTFET)를 설계하고, 약 10^13의 높은 I_ON/I_OFF 비율과 약 10^-19A의 극히 낮은 오프 상태 전류(I_OFF)를 달성했습니다. 이 소자는 기존 GAA-NWTFET와 비교하여 전기적 및 바이오센싱 매개변수 모두에서 향상된 성능을 보였습니다.
전면 게이트 구조는 강력한 게이트 제어를 통해 I_OFF 억제를 크게 개선하고 I_ON/I_OFF 비율을 향상시킵니다. 또한, 이종접합 통합은 온 상태 전류(I_ON)를 증…
재료의 전기화학적 감지는 생의학 분석 분야에서 지속적인 도전 과제이며, 효율적이고 지속 가능한 접근 방식이 매우 중요합니다. 본 연구에서는 마이크로파 보조 아세틸화를 통해 셀룰로오스 아세테이트를 합성하고, 이를 요산 검출을 위한 전기화학 센서로 평가했습니다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트-폴리피롤(CAPP) 복합체도 함께 분석했습니다.
푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR)과 주사 전자 현미경(SEM) 분석을 통해 효율적인 기능화와 신뢰할 수 있는 복합체 형성을 확인했습니다. 센서의 감지 거동은 순환 전압 전류법을 사용하여 조사되었습…
본 연구는 외부 금속 증착(EMD) 기술과 광결정 광섬유(PCF) 플랫폼 기반의 고성능 플라즈몬 굴절률(RI) 바이오센서를 개발하여 유방암, 백혈병, 전립선암 세포 검출 가능성을 실시간으로 탐구했습니다. 생체 유체의 굴절률 변화는 세포 구성 및 생체 분자 농도 변화로 인해 암을 포함한 병리학적 상태와 밀접하게 관련되어 있습니다.
제안된 테트라코어 PCF-SPR 바이오센서는 1.33~1.37의 생물학적 관련 굴절률 범위에서 작동하며, 다양한 암세포에 해당하는 미묘한 굴절률 변화를 감지할 수 있습니다. 센서의 감지 메커니즘은 표면 플…
기존 작물 스트레스 분석법은 파괴적이고 노동 집약적이며 연속 모니터링에 부적합하여, 작물 생리 상태의 시의적절한 정량화에 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 스마트폰 기반 데이터 수집이 가능한 마이크로니들 기반 전기화학 바이오센싱 플랫폼을 개발했습니다.
이 플랫폼은 세 가지 혁신적인 설계를 통합합니다. 첫째, 수액 접근을 위한 완전히 통합된 속이 빈 마이크로니들-미세유체 측정 경로를 제공합니다. 둘째, 금속 전극을 조직과 직접 접촉하지 않도록 물리적으로 분리하여 삽입 부위의 마모를 줄이고 생체 적합성을 향상시…
바이오에어로졸 모니터링 기술은 환경, 임상, 산업 분야 전반에 걸쳐 혁신적으로 발전하고 있습니다. 특히, 동적 광산란(DLS), 다중파장 형광 분광법(MFS), 초분광 이미징(HSI)과 같은 광학 기법은 미생물을 실시간으로 비침습적으로 모니터링할 수 있게 합니다.
또한, 압타머, 항체, 나노물질로 강화된 전기화학 바이오센서는 민감도를 높이고 현장 테스트를 위한 휴대성을 제공하며, 매우 낮은 수준의 병원체까지 감지할 수 있습니다. 웨어러블 및 스마트 인프라에 통합된 플랫폼을 통해 개인 맞춤형 환경 건강 모니터링이 가능해졌습니다.
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본 연구는 다양한 굴절률을 가진 암세포를 조기에 감지하기 위해 준 D형 광결정 광섬유(PCF) 기반 표면 플라즈몬 공명(SPR) 바이오센서를 제안하고 유한요소법(FEM)을 활용하여 수치적으로 분석했습니다. 이 바이오센서는 플라즈몬 물질인 금(Au)과 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 고분자 코팅으로 구성됩니다.
연구팀은 플라즈몬 물질 두께와 에어 홀(air hole) 치수가 구속 손실(CL), 파장 민감도(WS), 진폭 민감도(AS) 등 주요 감지 매개변수에 미치는 영향을 체계적으로 분석했습니다. 최적값을 초과하여 플라즈몬 두께를…
최근 트위스트로닉스 연구는 뒤틀린 이중층 그래핀(tBLG)이 각도 의존적 유전 응답 및 반호브 특이점(VHS)에 의한 광 흡수 증대 등 조절 가능한 광전자 특성을 가짐을 밝혔습니다. 그러나 tBLG 기반 센서에서 높은 광 반응성을 얻으려면 일반적으로 강한 빛 조사가 필요했습니다.
본 연구는 tBLG 초격자를 금 나노디스크 및 DNA 나노구조를 통한 CRISPR-Cas12a와 통합한 초고감도 광전자 바이오센서를 제시합니다. 9.4° tBLG의 VHS 흡수 스펙트럼을 금 나노디스크의 플라즈몬 공명과 60μW에서 정렬하여, 순수 tBLG…
복잡해지는 검출 환경에 대응하기 위해 바이오센싱 기술은 단일 모드에서 듀얼 모드 시스템으로 발전하고 있습니다. 금속-유기 골격체(MOF)는 높은 표면적, 조절 가능한 기공 구조, 다기능성 덕분에 듀얼 모드 바이오센서의 이상적인 기판으로 주목받고 있습니다.
MOF는 금속 노드와 리간드 간의 정밀한 배위 공학을 통해 시너지 효과를 내는 광학-전기화학 신호 출력을 가능하게 합니다. 또한, 고유한 효소 유사 또는 광/전기 촉매 활성(존재 시)은 기질 전환을 통해 검출 신호를 증폭시킬 수 있습니다. 모듈식 설계는 신호 변환 및 촉매 기능을…