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박민 연구실
한림대학교 미래융합스쿨 박민 교수
전기화학 바이오센서
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박민 연구실

한림대학교 미래융합스쿨 박민 교수

박민 연구실은 바이오센서와 진단검사를 위한 생체재료 기반 분자 인식층과 전기화학 측정 시스템을 설계하는 연구를 수행합니다. 표면 처리 및 단백질 고정화, 항체 배향 제어를 포함한 면역친화층 구성 기술을 기반으로 면역 바이오센서를 제작합니다. 또한 표면발현(phage display, autodisplay)과 전도성 전극/계면층 설계를 결합하여 효소 활성의 전자 전달을 촉진하고, 간질액 기반 비침습 모니터링 및 on-a-chip 환경에서 바이오마커 변화를 전기화학적으로 정량합니다. 이와 함께 바이오-반도체 성능평가를 위한 표준시편과 측정환경 국제표준 개발로 측정 신뢰성 확보를 병행합니다.

전기화학 바이오센서표면발현Autodisplay항체 고정화면역 바이오센서
대표 연구 분야
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표면발현 기반 배향 제어 면역친화층 및 재생형 면역 바이오센서 연구 thumbnail
표면발현 기반 배향 제어 면역친화층 및 재생형 면역 바이오센서 연구
Surface display-based orientation-controlled immunoaffinity layers and regenerable immunosensors
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전기화학 효소 바이오센서의 직접전자전달 및 나노전극 통합 연구 thumbnail
전기화학 효소 바이오센서의 직접전자전달 및 나노전극 통합 연구
Integrated electrochemical enzymatic biosensors for direct electron transfer
연구 분야 상세보기
on-a-chip 및 비침습 통합 모니터링을 위한 전기화학 바이오센싱 시스템 연구 thumbnail
on-a-chip 및 비침습 통합 모니터링을 위한 전기화학 바이오센싱 시스템 연구
on-a-chip and non-invasive integrated electrochemical biosensing systems
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
5
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 4
·
2024
Fabrication of a highly sensitive glucose-6-phosphate biosensor based on direct electron transfer using phage display and autodisplay technologies
Mi Yeon Kim, Dongwon Choi, Tae‐Eon Park, Joachim Jose, Kiyoung Lee, Min Park
IF 7.7 (2024)
Sensors and Actuators B Chemical
생물학적 세포의 포도당은 대사되어 포도당-6-인산(glucose-6-phosphate, G6P) 형태로 존재한다. G6P의 검출을 위해 파지 디스플레이(phage display)와 오토디스플레이(autodisplay) 기술의 조합을 이용하여 G6P 바이오센서를 제작하였다. 활성 포도당-6-인산 탈수소효소(glucose-6-phosphate dehydrogenase, G6PDH)를 발현시키고 오토디스플레이 기술을 사용하여 대장균(Escherichia coli, E. coli) 세포의 외막에 고정하였다. 오토디스플레이된 G6PDH는 OM 단백질 분석을 통해 확인된 바와 같이 높은 활성을 나타내었다. 효소의 직접 전자전달을 향상시키기 위해 파지 디스플레이를 사용하여 도전성 나노메쉬(conductive nanomesh) 층을 형성하였다. 이후 G6PDH 오토디스플레이 E. coli 세포를 폴리에lectrolyte interlayer(폴리전해질 중간층)를 이용해 해당 층 위에 고정화하였다. 제작된 전극에서의 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) 레독스 페어는 레독스 반응을 보였고, G6P 존재 시 피크 전류가 유의하게 증가하였다. 본 G6P 바이오센서는 높은 감도를 바탕으로 넓은 동적 범위를 나타내었으며, 0.1 fM–10 nM 및 10 nM–100 μM 범위에서 선형 반응을 보였다. 또한 바이오센서는 다른 당 분자들로부터의 간섭 없이 G6P를 검출하였다. 파지 디스플레이와 오토디스플레이 기술의 결합은 고감도 및 고특이적 바이오센서를 제작하기 위한 유망한 접근법이다.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136272
Biosensor
Electron transfer
Chemistry
Escherichia coli
Dehydrogenase
Nicotinamide adenine dinucleotide
Materials science
Biochemistry
Enzyme
NAD+ kinase
2
Article
|
인용수 16
·
2024
Development of an electrochemical biosensor for non-invasive cholesterol monitoring via microneedle-based interstitial fluid extraction
Jee Young Kim, Mi Yeon Kim, Yuna Han, Ga Yeong Lee, Da Hyeon Kim, Yun Jung Heo, Min Park
IF 6.1 (2024)
Talanta
본 연구에서는 간질액(interstitial fluid, ISF)에서 콜레스테롤 농도를 비침습적이고 고감도로 정량하기 위한 마이크로니들 기반 시스템에 통합된 혁신적 전기화학 바이오센서의 개발을 제시한다. 본 바이오센서는 콜레스테롤 산화효소(ChOx)를 고정화하기 위해 폴리전해질 중간층을 갖춘 그래핀 기반 전극을 사용하며, 이를 통해 선택적인 콜레스테롤 검출이 가능하다. 그래핀 옥사이드는 전기화학적으로 환원되어 전도성 층을 형성하고, ChOx 고정화를 위한 최적 폴리전해질로 PANI가 선택되었다. 바이오센서의 성능은 면밀히 평가되었으며, 우수한 감도, 안정성 및 선택성을 보여주었다. 또한 본 바이오센서는 피부를 모사한 한천 겔과 돼지 피부에 성공적으로 적용되어, 실제 환경에서의 간질액 추출 및 콜레스테롤 모니터링 가능성을 입증하였다. 통합된 마이크로니들 기반 시스템은 콜레스테롤 수치의 비침습적 모니터링을 위한 유망한 접근법을 제공하며, 개인 맞춤형 의료 진단에 대한 시사점을 가진다.
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126771
Cholesterol oxidase
Biosensor
Chemistry
Graphene
Agarose
Nanotechnology
Interstitial fluid
Extraction (chemistry)
Chromatography
Cholesterol
3
Article
|
인용수 11
·
2023
Development of albumin monitoring system with hepatic hypoxia-on-a-chip
Jee Young Kim, Yuna Han, Bong Gwan Jeon, Mi Song Nam, Soonjo Kwon, Yun Jung Heo, Min Park
IF 5.6 (2023)
Talanta
저산소증은 다양한 간 질환의 병인 과정에서 필수적인 역할을 하며, 알부민은 간에서 분비되는 중요한 바이오마커 중 하나이다. 본 연구에서는 저산소증으로 인해 간 기능이 변화하는 양상을 규명하기 위해 간성 저산소증-온-어-칩(heaptic hypoxia-on-a-chip)과 알부민 센서를 결합한 알부민 모니터링 시스템을 개발하였다. 간성 저산소증-온-어-칩에서는 간-온-어-칩 위에 얇은 가스 투과성 막의 중간층을 두고 산소 제거 채널(oxygen-scavenging channel)을 수직으로 적층하였다. 이러한 간성 저산소증-온-어-칩의 독특한 설계는 저산소증을 빠르게 유도하여 10분 내 <5%에 도달하게 할 수 있다. 전기화학적 알부민 센서는 간성 저산소증-온-어-칩에서 알부민 분비 기능을 모니터링하기 위해 Au 전극 위에 항체를 공유결합으로 고정화(covalent immobilization)하는 방식으로 제작되었다. PBS에 스파이크한 표준 알부민 시료와 배양 배지를 제작된 면역센서를 이용하여 전기화학적 임피던스 분광법(electrochemical impedance spectroscopy)으로 측정하였다. LOD는 두 경우 모두 10 ag/mL로 계산되었다. 전기화학적 알부민 센서를 사용하여 칩에서 정상산소(nomoxia)와 저산소증(hypoxia) 조건에서의 알부민 분비를 측정하였다. 알부민 농도는 정상산소에 비해 저산소증에서 24시간 후 27%로 감소하였다. 이러한 반응은 생리학적 연구 결과와 일치하였다. 기술적 정교화를 통해, 본 알부민 모니터링 시스템은 실시간 간 기능 모니터링과 함께 간성 저산소증을 연구하는 데 강력한 도구가 될 수 있다.
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2023.124592
Albumin
Hypoxia (environmental)
Chemistry
Serum albumin
Bovine serum albumin
Biochemistry
Oxygen
Organic chemistry
최신 정부 과제
6
과제 전체보기
1
2025년 9월-2028년 8월
|345,000,000원
유방암 항암제의 항암효과 증진을 위한 항암제-물리 병행 치료 요법 및 비침습 모니터링 시스템 개발
최종목표: 유방암 오가노이드를 활용하여 항암효과를 극대화 할 수 있는 항암제-물리 병행 치료요법 및 비침습 모니터링 시스템 개발본 연구개발에서는 유방암의 미세환경 물리 조건에 따른 항암효과 극대화 검증 및 항암-물리 병행 치료요법을 개발하고, 이의 비침습 신속 모니터링 시스템을 개발하기 위하여 다음과 같은 목표로 연구를 진행할 계획임. 1) (유방암 오가노...
오가노이드
유방암
병행치료
연접저항
모니터링
2
2025년 4월-2027년 12월
|1,041,667,000원
의료 현장의 침습성 진균 고감도 검출을 위한 다중 분자진단 플랫폼 개발
의료 현장의 침습성 진균 고감도 검출을 위한 다중 분자진단 플랫폼 개발 ○ 세부목표 1: 혈액검체 기반의 침습성 진균 감염증 동시진단용 다중 바이오마커 개발 ○ 세부목표 2: 기존 PCR보다 민감도가 향상된 고감도 POCT 분자진단 장비 개발 ○ 세부목표 3: 고감도 POCT 분자진단 시스템의 의료현장 도입 및 상용화 - 혈류감염 침습성 진균 감염증 진...
다중 분자진단 플랫폼
3
2025년 4월-2029년 12월
|311,900,000원
바이오-반도체 성능평가를 위한 표준시편 및 측정환경 국제표준 개발
[최종목표]ㅇ 바이오-반도체 성능평가를 위한 표준시편 및 측정환경 국제표준 개발 - 국제표준 IS 승인 (1건): IEC 62047-59 ED1: Semiconductor Devices - Micro-electromechanical Devices - Part 59: The fabrication of standard specimens for bio-semic...
바이오-반도체
표준시편
삼처원 세포배양체
제작
표준화
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022자가 표지된 연쇄상구균 단백질 G의 제조방법1020220153536
등록2022면역 바이오센서, 이를 포함하는 면역 바이오 키트, 상기 면역 바이오 센서의 분자 인식층 제조방법 및 상기 면역 바이오센서의 재생방법1020220007489
등록2020고효율로 고정화된 효소 고정용 다공성막 및 상기 효소 고정용 다공성막을 기반으로 하는 유동 조건에서 사용 가능한 휴대용 요소 바이오센서1020200037578
전체 특허

자가 표지된 연쇄상구균 단백질 G의 제조방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220153536

면역 바이오센서, 이를 포함하는 면역 바이오 키트, 상기 면역 바이오 센서의 분자 인식층 제조방법 및 상기 면역 바이오센서의 재생방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220007489

고효율로 고정화된 효소 고정용 다공성막 및 상기 효소 고정용 다공성막을 기반으로 하는 유동 조건에서 사용 가능한 휴대용 요소 바이오센서

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200037578