바이오센서를 이용한 유독가스 측정기제작

소개글

바이오센서를 이용한 유독가스 측정기제작에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.제품소개
1)제품선택동기
2)바이오센서란?
3)제품 프로세스

2.제조공정 원리와 설계
1)재료소개
2)설계원리

3.공정별 원리

4.공정(비용,장비,입지)

5.바이오센서의 시장성,제품의 가능성

본문내용

2003년
2005년
전체
815(100%)
1,763(100%)
5,000(100%)
의료용
690(84.7%)
1,555(88.2%)
4,500(90%)
산업용
40(4.9%)
60(3.4%)
100(2.0%)
환경용
20(2.5%)
30(1.7%)
100(2.0%)
군사용
11(1.3%)
13(0.7%)
50(1.0%)
식품용
10(1.2%)
50(2.8%)
150(3.0%)
연구용
44(5.4%)
55(3.2%)
100(2.0%)
표2-5-1 세계 바이오센서 용도별 시장규모 (단위:백만달러),
한국생명공학 연구원(김민곤),바이오센서기술동향, 보건산업기술동향 2002
2)경제성 여부
우리가 제작하고자 하는 유독성가스 탐지를 위한 바이오센서 키트의 경우 수요량에 따라 적절한 대응을 해야 한다. 일반적으로 바이오센서 제품의 경우 사업화를 위한 연구 개발이 3년 정도 필요하고 제품생산이 정착되기까지 또 3년정도가 필요하며 이후에도 계속적으로 성능과 디자인 등 제품의 업그레이드를 위한 재투자가 필요한 사업이다. 이를 위해서는 연구개발 단계에서 50-70억원의 개발비용이 필요하고, 설비투자에 50-70억원(연간 50개단위 박스 200만개 생산가정)이 필요하며, 추가적으로 지속적인 재투자가 필요하므로 적어도 실질적으로 사업화 시작으로부터 과실을 얻을 수 있는 기간이 약 10년정도 걸린다. 따라서 비교적 많은 자금과 시간이 소요되는 사업으로 영세한 중소기업에는 맞지 않은 제품이다.
소요기간
연구개발
생산
수익발생
3년
2-3년
계속적 재투자
소요자금
연구개발
설비투자비
제품 up-grade
50-70억
50-70억
계속적 재투자
이는 바이오센서 전체의 특징을 말한 것이지만 우리가 제작하려는 유독성가스 탐지키트의 경우도 거의 비슷한 수준의 비용이 들어갈 것으로 예상하고 있다.
따라서 향후 수요예측을 정확하게 하여 생산을 어느만큼 할 것인지 예상하여야 한다.
3.해결해야할 과제 및 결론
1.해결해야 할 과제
이번 제품을 기획하면서 보다 세세한 제조공정을 제시하지는 못했다. 우선 이 제품을 만들기 위해선 보다 확실한 전문적인 지식을 갖추고 있어야 한다. 특히 유전자 재조합이후에 이루어지는 부분들은 생명공학과 전자기적인 지식, 기계적인 지식이 모두 필요한 부분이기 때문에 실제 연구 개발 과정에선 다양한 분야의 전문인이 필요하다. 무엇보다 어떠한 물질을 측정할 것인지. 동시에 여러 종류의 물질을 측정할 수 있는지의 문제는 우리가 직접적인 실험을 해보지도 못하였고 정확한 실험사례도 없기 때문에 그 부분에 대해선 많은 연구가 필요하다. 처음에 어떠한 프로모터를 추출해 낼 것인지 각 프로모터들은 어떠한 물질에 어떤 작용을 하는지 연구가 더 필요하다.
다음으로 고정화막 제작부분이다. 이 부분역시 다분히 고정화막을 제작하여 디텍터를 연결하여 소형회로와 연결하면 발광 미생물로부터 발광되는 빛을 감지하여 전기신호로 바꿔줄 수 있다는 지식에서 더 이상 깊이 들어가질 못했다. 현재 고정화 막 제작에 대한 부분은 유리를 이용한 것이나 광섬유를 제작하는 방법등 다양한 연구가 진행되고 있고 일부에서는 성공하여 상업화 할수 있는 수준까지 이르렀다. 고정화 부분 역시 보다 명확한 실험과 연구가 필요하다.
또한 비용문제이다. 위에서 설명하였듯이 들어가는 자본이나 시설이 영세한 중소기업에서는 쉽게 할 수 있는 분야가 아니다. 아직까지 시장초기 단계라 확실하게 성공을 보장하진 않기 때문이다. 다음으로 해결해야 할 문제는 경쟁제품과의 문제이다. 현재 독극물, 약물,호르몬, 바이러스 등을 간편하게 탐지할 수 있는 면역측정 키트, 반사율 모니터를 이용한 방법들이 상용화 되면서 바이오센서를 이용한 환경유해물질 탐지 키트의 경우 큰 위협을 받을 수 있다.
따라서 이 제품을 생산하여 경쟁력을 갖추기 위해선 간편성, 높은 감지도, 편리성, 빠른 측정, 고정화 막의 수명 연장 등의 장점을 최대한 살리는 방법을 더 연구해야 한다.
2.가능성
이 제품의 성공 가능성은 여러 조건이 맞아진다면 충분하다. 우선 적어도 10년간은 이익없이 투자만 할 수 있는 자본이 필요하다. 따라서 당장 여유자금이 충분한 상태이어야 한다. 또한 제품의 특성상 엔지니어보다는 박사가 많이 필요한 부분이다. 실질적으로 바이오센서 제품의 특징은 연구,개발 부분이 많은 시간이 들어가고 까다로운 반면에 실제 제작은 간편하다. 그것이 바이오센서 제품의 가장 큰 특징이다. 이번에 제작하는 유독성 가스 탐지킷 역시 명확한 스트레스 프로모터만 찾아내어 유전자 재조합을 해주고 확실한 고정화막 제작 기술만 갖춘다면 제조는 아주 쉽다. 단순히 고정화막과 전기회로만 연결해주면 된다. 그리고 고정화막이 대기중의 가스입자와 접촉만 하면 이 제품의 설계는 끝나는 것이다.
제품이 만들어진다 하여도 수요가 없다면 아무리 뛰어난 제품이라도 무용지물이 된다. 하지만 (주)올메디쿠스 라는 회사에서 발표한 자료에 따르면 한국 바이오센서 시장의 성장성은 2001년말 50억에서 2002년 70억 2003년엔 100억 2005년엔 300억원으로 꾸준히 고성장을 할것으로 전망하였다. 또한 앞에서 설명하였듯이 현재 바이오 센서의 대부분은 의료용이고 환경용 바이오센서는 미비하기 때문에 그만큼 경쟁자가 없는 상태이다. 환경용의 경우 의료용에 비해서 향후 상대적인 시장점유율은 크게 증가되지 않을 전망이다. 하지만 절대적인 시장규모는 크게 확대될 전망이다.
따라서 자본,기술,연구인력 이 세가지가 갖추어진다면 충분히 투자할만한 가치가 있는 제품이다. 아래의 표는 일본특허청(
www.jpo.go.jp
)이 제시한 바이오센서 기술의 해결점이다.
분야
해결방안
고정화막재료
효소 및 미생물 용출, 실활 방지, 막강도 향상, 막투과 속도의 향상, 간섭물질 배제능력 향상
센서재료
농도 전류의 직선성, 효소 미생물의 실활 방지, 전극 소형화
전극
방해물질 제거, 전극의 소형화
보조효소
응답성 향상, 전극 조제의 간이화
전극성능
재활성화, 효소 미생물의 안정화, 장수명화, 자원성능의 평가
용도
측정의 간편화,단시간화,장수명화,측정의 리얼 타임화
표 3-1 바이오센서의 과제와 해결방안, 일본특허청 www.jpo.go.jp

키워드

바이오센서,   GFP,   가스측정,   생명공학,   생명과학,   형광