첨단 전자 혀 나노센서 어레이로 액체 생체분자 정밀 검출

E-Tongue 기술 개요

특허 출원 중인 기술인 E-Tongue은 나노구조 재료가 있는 실리콘 기반 상호디지티드 전극(IDE) 어레이로 구성되어 액체 샘플에서 생체분자와 화학 화합물을 검출할 수 있습니다.

액체 샘플 분석의 필요성과 기존 기술 한계

아미노산, DNA, 미네랄, 염분, 물에 녹은 유기 휘발성 물질 같은 화학 및 생물 종은 액체에서 발견될 수 있지만 일부는 기체에서 잠재적으로 검출되지 않을 수 있습니다. 따라서 기존 시장 기술로 기체나 액체에서 효율적으로 검출되지 않을 수 있는 트로포닌이나 포도당 같은 하나 이상의 표적 성분의 존재를 위해 특정 체액을 테스트하는 것이 유용할 수 있습니다.

나노구조 재료의 전기적 특성 변화 이용

E-Tongue 기술은 생체분자가 결합할 때 저항이나 전류 같은 전기적 특성이 변화하는 다양한 나노구조 재료로 구성됩니다. 측정된 전기 신호는 신호 처리 알고리즘을 통해 해석 가능한 결과를 제공합니다. 이 기술은 분석물이 고도로 특이적인 표적 수용체를 사용하여 검출되는 것이 아니라 오히려 낮은 특이성 센서 어레이를 활용하여 전기 신호를 산출하는 새로운 접근 방식을 채택합니다. 이 신호들은 존재하는 분자들에 특이적인 서명으로 작용합니다.

감지 플랫폼으로서의 장점

이 기술은 표적 성분의 존재를 검출하기 위한 액체 샘플 감지 플랫폼을 제공합니다. 이 발명은 검출에 상대적으로 적은 시간이 걸리고 액체의 하나 이상의 표적 성분 존재를 정량적으로 특정하여 식별할 뿐만 아니라 동시에 또는 순차적으로 수행할 수 있는 최소한의 화학적 또는 물리적 테스트를 사용합니다.

아미노산 검출 실험 결과

E-Tongue은 액체 아미노산 검출에 사용되었으며, 감지 재료는 비수정 또는 카복실산기 수정 탄소 나노튜브입니다(이 두 가지에 국한되지 않음). 이 감지 재료들은 아미노산 표적 성분을 검출하고 감도를 제공하는 한 다른 재료로도 확장 사용할 수 있습니다. 두 아미노산인 글리신과 라이신이 검출을 위한 표적 분자로 사용되었으며, 염화나트륨 용액이 참조 샘플로 사용되었습니다.

E-Nose 플랫폼 확장과 상용화

표적 성분 검출을 위한 콤팩트한 도구인 E-Tongue 기술은 성숙한 E-Nose 기술 플랫폼과 전자장치를 활용하고 확장한다는 고유한 이점을 가집니다.

NASA는 이 기술의 상용화를 위해 라이선시들을 적극적으로 찾고 있습니다.