광운대학교 전자공학과 김남영교수(교신)가 이끄는 연구팀은 전자공학과 Wei Yue 박사과정(제1저자), 김현수 교수(공동 교신)와 함께 “글루코스 감지를 위한 미세 유체 및 통합 패시브 기술을 결합한 무선 주파수 바이오센서 개발” 개발에 성공했다. 

본 연구는 측정된 파라미터로 고강도 표면 전자기장을 제공하는 공진기 기반 칩과 글루코스 용액을 로딩하기 위한 캐비티를 제공하는 마이크로 유체 챔버로 구성된 미세 유체 무선 주파수(RF) 바이오 센서 시스템을 보여주며, 이는 함께 비접촉, 고속, 실시간 포도당을 측정한다. 

다른 포도당 농도 용액의 유전율 변화의 영향을 받는 RF 매개변수에 의존하며, 2×2×0.5cm3 크기로 최적의 고감도 시스템을 구성하기 위해 서로 다른 미세유체 모듈 구성의 RF 칩 모델링 및 분석을 제시된다. RF 바이오 센서는 높은 민감도 (0.163dB ml/mg)와 넓은 검출 범위(0.32?9mg/ml)를 나타내며, 실시간 탐지 기능과 간섭 방지 기능을 갖추고 있다. 또한 농도에 대한 다른 RF 매개 변수 응답(S12, 위상, Smith 차트, 실제 및 가상)은 규칙적인 파라미터를 갖으며, 다중 매개 변수 조합은 단일 용질 솔루션에서 시스템 구별 가능성을 가능하게 한다. 글루코스 검출을 위한 미세 유체와 결합된 RF 검출의 이점을 활용하여, 본 연구는 최적의 RF 센서 구조에 대한 투시 통찰력을 제공하고 잠재적 응용 분야를 확장한다.

이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 중점연구소 지원사업과 한국 환경부(MOE) 대학원을 통한 기초 과학 연구 프로그램의 지원을 받았다. 연구결과는 Wiley에서 발간하는 국제 저명 논문지인 Sensors and Actuators: B. Chemical Journal (IF=9.221) “A miniature and reusable radiofrequency biosensor combining microfluidic and integrated passive technology for glucose detection” 제목으로 실렸다. 

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