Optical Bioelectronic Nose of Outstanding Sensitivity and Selectivity Toward Volatile Organic Compounds: Integrated Study of Multi-Scale Computational Prediction and Experimental Validation
발표자
()
초록
내용
인공지능형 머신러닝기법을 통해 제일원리 전산으로 구축된 빅데이터를 분석 하여 연구한 유전자 조작 M13 박테리오파지 수용체 설계 기술을 소개한다. M13 파지는 유전 성질에 따라 수십억 개 이상의 고유한 표면 화학 반응성을 구현할 수 있으며, 그 표면 화학 특성은 유전자 가위로 DNA를 조작하는 방식으로 제어가 가능하다. 본 발표에서는 파지 전자코가 가시광선 영역에서 다양한 휘발성 유기물질을 센싱할 수 있음을 규명한다. 이 연구의 주요 성과는 M13 파지가, 기존 센서로는 검출이 어려운 화학물질을 육안으로 판별할 수 있는 색깔 패턴으로 쉽게 탐지할 수 있는 휴대용 생체 센서로 개발할 수 있는 과학적인 근거를 마련했다는 점이다. 이 결과를 바탕으로, 폭발성 유기 화합물에 반응하는 최적의 M13 파지 수용체를 실험으로 직접 제적하여 파지 전자코를 구현하는데 성공하고 그 소자의 성능 테스트 결과, 화학적 특성이 크게 다른 방향족/지방족 구별은 물론, 같은 화학적 분류에 속하는 유사한 화합물을 1 ppb레벨의 정확도로 판별할수 있음이 관측된다.