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AlGaN/GaN HEMT를 이용한 바이오물질의 전기적 검출

전문가 제언: ○ 보통 바이오센서는 한 가지밖에 측정하지 못하며 입자흐름에 기초한 평가는 2시간 이상 시간이 소요되어 대단히 불편하다. 전기화학적 디바이스는 비용이 적고 간단하여 매력적이지만 감지성능이 떨어지고 있다. 또 마이크로 캔트레버를 이용하는 센서는 용매의 점성과 댐핑에 의하여 공진주파수의 변동으로 불안정하다. CNT(carbon nano-tube)를 이용하는 디바이스는 신속하고 예민하고 선택적이며 복수검진이 가능하다.

○ 이 글에서는 생물학적 센서응용을 위하여 발전시키고 있는 AlGaN/ GaN HEMT의 구조에 대하여 최근의 진전사항을 돌아보고 또 이들 피에조 전기구조의 게이트 부분을 CMT를 부착하여 감지부분으로 적절히 변경하여 리셉터(receptor)로 작용하는 바이오센서를 개발하였다. 이 리셉터는 의학적 진찰에 관련된 바이오분자 범위에서 감지성능을 갖게 된다. 혈액, 침, 호흡응축액 같은 유기물 속에서 분자인자에 의한 드레인 전류의 변화량을 증폭하여 감지해내는 것이다.

○ 이렇게 개발된 센서는 특정 항원에 대한 감도, 여러 형태의 항체에 대하여 사용할 때의 출력 범위 등 평가를 위한 문제점은 계속 남는다. 더욱 이러한 센서는 의료분야에서 사용되기 위해서는 국가 식약청의 허락을 받아야 하는 문제가 있다. 그러나 집안에서의 사용은 환자의 안심과 되풀이하여 병원에 가지 않는 편리성이 있어 매우 요구되는 것이다. 더욱 의사와 센서 네트워크가 이루어지면 잘못된 시험은 제거될 수 있다. 실용화되어 보급되기를 기원한다.

○ 전자적 바이오센서는 장래에 유망한 분야로 평가된다. 예를 들면 열량소모와 에너지 소비 측정을 위한 생물학적 센서로서, 또는 육체적 활동, 다이어트/영양섭취, 에너지 규형/비만을 측정하는 센서로서, 생리학적 파라미터/바이오마커를 계속적으로 계측하는 바이오센서가 포함된다. 더 나아가 인간의 혈액에서 말라리아 기생물을 검출하고 계수화를 위한 자동화 시스템 분야가 각광을 받을 것이다. 우리나라는 반도체 산업이 발달되고 있어 반도체의 증착은 물론 패턴 작성도 선진국에 들어서 있으므로 AlGaN/GaN HEMT 구조에서 게이트 부분을 CNT와 결합하는 기술은 쉽게 이룰 수 있을 것으로 본다.

저자: B. S. Kang, H. T. Wang, F. Ren, S. J. Pearton
자료유형: 학술정보