바이오센서

소개글

바이오센서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 센서의 종류

2. 바이오 센서란?

3. 바이오센서등장배경

4. 바이오센서 시작

5. 바이오센서 원리와 구성

6. 바이오센서 종류

7. 응용분야

8. 발전뱡향

본문내용

부, 여러 가지 병력을 알 수 있는 항원-항체 반응을 이용한 면역센서 등 모든 생리 활성의 지표가 되는 물질을 쉽고 정확하게 분석할 수 있는 센서를 연구 개발하고 있다. 이 모든 센서들이 개발되고 이들을 장착한 임상검사기기가 보급되면 5-10분 이내에 검사 결과를 받아 볼 수 있다. 의사를 만난 그 자리에서 신속한 검사 자료에 기초한 정확한 진료가 이루어질 수 있는 것이다. 뿐만 아니라 이러한 종합검사기기가 값싸게 보급되어 시중 약국이나 보건 진료소에 설치된다면, 그리고 간단하게 채뇨, 채혈하여 그 기기로 분석한 결과 컴퓨터 통신 등에 의하여 지정된 의사와 면담을 할 수 있다면, 차 한 잔을 나누는 짧은 시간 동안에 모든 진료가 이루어질 수 있고 또 가까운 약국으로부터 간단한 투약이 가능하리라 여겨진다. 이렇게 되면 종합병원은 중환자만을 집중 진료할 수 있게 되고 환자는 양질의 의료서비스를 받을 수 있으리라 생각된다. 건강 사회, 복지사회는 이러한 생활의 편리성에서 앞당겨지리라 본다.
(2)식품공업
식품의 대부분이 전분, 지방, 단백질 등이기 때문에 신속한 성분 분석이 이루어지면 온라인화 된 제품의 품질 관리가 가능할 것이다. 식품은 지역과 계절에 따라 그 미묘한 맛과 향이 다르므로 이들을 조절할 수 있다면 식품의 고품질화가 가능할 것이다. 맛이나 향을 검사할 수 있는 센서의 개발도 한창이다. 수정은 압력을 가하면 전기가 발생하는 ‘압전공진자(Piezo resonator)’이다. 이 압전공진자에 일정한 전압을 걸어두면 고유진동수로 진동하고, 이 진동자에 어떤 물질이 흡착하면 그 흡착량에 비례하여 진동수가 변화한다. 이런 현상을 이용하여 여러 개의 수정 진동자 표면에 여러 가지 비휘발성 물질을 도포하고 특수한 향이나 맛을 내는 물질에 노출시키면 도포된 물질과의 친화력 차이에 의하여 흡수패턴이 다르게 나타난다. 이러한 패턴분석을 수행하면 식품의 맛이나 향을 식품의 종류에 따라, 그리고 동일 식품이라도 지역과 수요자의 독특한 기호에 따라 혹은 계절에 따라 표준화할 수 있게 된다. 이렇게 할 수 있다면 식품의 판매량 제고는 물론 국가나 민족에 따라 그 기호에 맞는 새로운 기능성 식품의 개발 수출이 가능해지리라 본다. 소주나 값비싼 양주나 일견하면 똑같은 에틸알콜 용액임에는 틀림이 없으나 거기에 함유된 미묘한 맛과 향의 차이로 제품의 명성과 값에 큰 차이가 있다. 최고급주의 표준화된 향과 맛의 패턴을 이용하여 그와 동일하거나 유사한 값싼 고급주를 생산할 수 있다면 산업적 가치는 지대할 것이다.
(3)환경공학
지구 환경이 처한 상황은 인간의 문화생활과 더불어 파괴되어져 가는 방향이지 결코 개선되어지는 방향은 아니다. 비록 파괴는 되었다 하더라도 충분한 자연 치유기간이 보장되면 환경과 인간은 조화를 이루며 쾌적한 생활을 할 수 있다. 그러나 인간의 성급함은 자연 치유 기간을 허락하지 않고 자연을 무차별 파괴함으로써 환경문제가 큰 문제로 대두되기 시작하였다. 환경은 일단 오염되면 그 치유에 장구한 시간이 소요되므로 오염 전에 그 오염원을 신속히 추적하여 대처하여야 한다. 청정수의 지표가 되는 생물학적 산소 요구량(BOD)은 그 측정에 최소 5일이 소요된다. 청정수의 오염이 시작되면서 그 분석에 5일이 걸린다면 그 오염 상태는 이미 심각하게 되어 있을 것이다. 1시간 이내에 BOD를 측정할 수 있는 장치나 센서가 개발되면 오염원에 대한 대처는 신속하게 되고 환경 보존은 훨씬 효율적으로 이루어질 것이다. 외국의 몇몇 나라는 이러한 BOD센서를 개발하고 상품화시켜 우리나라에도 수출하고 있다. 삼면이 바다인 우리나라는 현재 청정 해역이 해마다 줄어들고 적조 현상에 따른 수산 자원의 폐사가 잇따르고 있다. 부영양화에 따른 하천과 호소(湖沼)의 문제도 심각한 상태로, 원인 물질의 하나인 인산염의 신속한 분석이 필요하다. 따라서 환경 문제 모니터링에 응용될 수 있는 여러 가지 센서를 개발하여 환경 파괴를 막을 수 있다면 그 부가 가치와 시장은 거대하다 하겠다. 이처럼 바이오센서는 여러 면에서 응용되고 있고, 이의 발달은 장차 우리의 건강을 편리하게 관리하고 기호에 맞는 식품을 애용하면서 보다 쾌적한 환경에서 여유 있게 살 수 있도록 해 주므로 많은 연구가 이루어져야 할 분야의 하나라 할 수 있다.
8.발전 방향
전반적으로 경제 여건이 향상되어 인간의 기본적인 욕구가 충족된 상태에서 보다 쾌적한 환경에서 건강하게 오래 살려는 욕구가 날로 증대되어 가고 있다. 병이 난 후에 이를 치료하려는 노력보다는 사전에 이를 예방하고, 환경오염 문제도 사전에 방지하려는 것이 근래의 추세이다. 이를 위해서는 각종 질병과 공해의 원인 요소들을 사전에 감지하는 것이 필요하며 따라서 바이오센서가 여타 물리화학 센서들과 함께 더 큰 비중을 갖게 될 것이다. 지구상에 존재하는 수많은 질병 발생 요인과 공해 요인들을 생각하면 이것들을 적기에 감지하고 효율적인 대처를 하려면 바이오센서의 소형화, 저 비용화, 다기능화, 고속화, 온-라인화가 필수 불가결한 것으로 여겨진다. 이러한 고기능 바이오센서 시스템은 각종 생물공정의 개선, 최적화를 통한 생산성 제고에도 커다란 공헌을 할 것이다. 상기의 목적을 달성하기 위해서는 생명공학, 전자공학, 재료공학 등 여러 분야의 연구자들의 폭넓은 참여가 필요하다. 나노테크놀로지를 선도하고 있는 미국에서는 생명과학 및 생물공학 분야의 전문가들의 응용분야 개발 및 연구방향 제시에 따라 전자공학, 재료공학 분야의 연구자들이 구체적인 하드웨어와 소프트웨어를 개발, 제공하는 형태의 노력이 최근 10년 동안 활발히 이루어져 왔다. 그러나 국내에서는 극히 제한된 숫자의 생명공학분야의 연구자들에 의해 산발적인 노력이 최근에 시작되었으나 전자공학 등 타 분야와의 긴밀한 협조를 통한 복합적인 연구 노력은 미미하다. 아직은 미국에서도 계속 개발제시되고 있는 아이디어와 요소기술의 다양성에 비해 이들이 구체적인 응용 예를 찾아 실용화된 경우는 몇 가지 되지 않는다. 따라서 축적되어 있는 각종 요소 기술을 활용할 수 있는 응용분야 개발 및 실용화 연구 방향 제시에 있어서 생명공학자들의 주도적인 역할이 기대된다.

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