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서우 근
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1 J. of the Korean Sensors Society Vol. 19, No. 4 (2010) pp Bio-MEMS w Ÿ Á Recent research trends on Bio-MEMS Sekwang Park and Jooran Yang Abstract MEMS(micro electro mechanical systems) is a technology for the manufacture hyperfine structure, as a micro-sensor and a driving device, by a variety of materials such as silicon and polymer. Many study for utilizing the MEMS applications have been performed in variety of fields, such as light devices, high frequency equipments, bio-technology, energy applications and other applications. Especially, the field of Bio-MEMS related with bio-technology is very attractive, because it have the potential technology for the miniaturization of the medical diagnosis system. Bio-MEMS, the compound word formed from the words Bio-technology and MEMS, is hyperfine devices to analyze biological signals in vitro or in vivo. It is extending the range of its application area, by combination with nano-technology(nt), Information Technology(IT). The LOC(lab-on-a-chip) in Bio-MEMS, the comprehensive measurement system combined with Micro fluidic systems, bio-sensors and bio-materials, is the representative technology for the miniaturization of the medical diagnosis system. Therefore, many researchers around the world are performing research on this area. In this paper, the application, development and market trends of Bio-MEMS are investigated [1]. Key Words : MEMS, bio-mems, bio sensor, bio chip, lab-on-a-chip, microfluidics 1.»» w, w œw y š. DNA,, s» l, w w š ƒ w wš.» w (bio-mems)» wš,» w v s» š.» x»» l»,, e ew š w.» DNA e, w IT w»œw (Department of Electrical Engineering, Kyungpook National University) Corresponding author : skpark@knu.ac.kr (Received : April 26, 2010, Accepted : May 10, 2010) Protein e, Cell e e e, w w š.» j w e s, s yw, j». w w ey ww w. PDMS w ey s ƒ š. s polydimethysiloxane(pdms) Ÿw ƒ Ÿ n w w», yw yy, ƒ wš, œ w e w [2]. l wù e ƒ w w, ƒ w w e y w l(micro total analysis systems) jš. e e» 259

2 ŸÁ Fig. 1. Takara spaced cover glass [3]., š» x rw w x» x e xw š š, m» x ƒš. w w w ù, ù, ù p ù ù» Bio- MEMS» w y w [1]. Bio-MEMS» w w. 2.1. e 2. Bio-MEMS» w 2.1.1. DNA chip v p t» w w ƒ ü w z w w» w x» v w.

DNA chip w x»» hybridization DNAƒ š»q membrane glass š spot w 22 mm 50 mm ü»»» w v [3]. Fig. 2. Method of hybridization by DNA chip [3].

2 2 ŸÁ Fig. 1. Takara spaced cover glass [3]., š» x rw w x» x e xw š š, m» x ƒš. w w w ù, ù, ù p ù ù» Bio- MEMS» w y w [1]. Bio-MEMS» w w e 2. Bio-MEMS» w DNA chip v p t» w w ƒ ü w z w w» w x» v w. DNA chip slide glass DNA š y w w wš w s w RNA w xÿ t cdna hybridizationw ƒ x y d w. w x x, w k x w w w screening tool š. DNA chip w x»» hybridization DNAƒ š»q membrane glass š spot w 22 mm 50 mm ü»»» w v [3]. Fig. 2. Method of hybridization by DNA chip [3]. w DNA chip spot w k» wš DNA chip» w p x profile w wš wz DNA chip». Fig. 2 DNA chip w x. DNA chip xw x l w» w control RNA wš w RNA 2 ƒƒ xÿ w t w. Control s w s RNA, RNA yw. yw DNA chip competitive hybridizationw mrna x, ƒ x» l w. DNA chip screening tool wù w j {. w S/N scanning e DNA chip»q Ÿ z polymerase w w ƒ xÿ w, ù ƒ ƒ ƒ DNA chip v w Protein chip 1991 Affymetrix œ w DNAe» w z j» 2000 Havard w Sch- wz 19«4y,

분야의 최근 연구동향 3 Bio-MEMS Fig. 3. Fig. 4. The first study of protein chips. Fig. 5. Zyomix biochip. reiber 연구팀이었다(macbeath & schreiber, science, 2000).

Yale 대학의 Snyder 교수를 중심으로 Yeast proteome chip을 개발하여 2001년 Protometrix를 설립하고 2003 년 yeast proteome chip을 개발하여 시판에 들어갔다. Zyomix사는 3차원적 pillar type의 단백질 칩 표면 기술을 개발 하였다.

Groves 교수(UC berkeley) 그룹은 생체막 관련 단백 질을 실리콘 표면의 lipid bilayer에 micropatterning을 할 수 있는 기술을 보유하고 있으며 이 기술은 현재 신 약 개발의 가장 빈번한 표적이 되고 있는 GPCR막 단 SPRi protein chip system(korea institute of

3 분야의 최근 연구동향 3 Bio-MEMS Fig. 3. Fig. 4. The first study of protein chips. Fig. 5. Zyomix biochip. reiber 연구팀이었다(macbeath & schreiber, science, 2000). 그들은 DNA arrayer를 이용해 1만 개 이상의 단백질을 1개의 slide glass 위에 고정 시킨 후 형광물질로 표지된 단백질을 반응 시킨 후 DNA chip reader를 이용해 단 백질 상호작용을 분석 하였다(Fig. 3). Yale 대학의 Snyder 교수를 중심으로 Yeast proteome chip을 개발하여 2001년 Protometrix를 설립하고 2003 년 yeast proteome chip을 개발하여 시판에 들어갔다. Zyomix사는 3차원적 pillar type의 단백질 칩 표면 기술을 개발 하였다. 본 기술의 장점은 각 기둥의 팁에 단백질 컨텐츠를 올림으로써 비 특이적 결합을 최소화 할 수 있으며 parallel dispensing 기술을 적용함으로써 마이크로 어레이어 없이도 단백질의 패터닝이 가능 하 다(Fig. 4). Groves 교수(UC berkeley) 그룹은 생체막 관련 단백 질을 실리콘 표면의 lipid bilayer에 micropatterning을 할 수 있는 기술을 보유하고 있으며 이 기술은 현재 신 약 개발의 가장 빈번한 표적이 되고 있는 GPCR막 단 SPRi protein chip system(korea institute of biotechnology). 백질의 protein array화함으로써 신약 스크리닝 분야에 서의 광범위한 응용이 기대되고 있다. 국내는 2000년대 들어와 단백질 칩 연구가 활발하며 생명공학연구원 삼성 종기원 LG화학 프로테오젠 충북대 등에서 단백질 칩 연구를 수행중 이다. 대부분 진단용 저 밀도 단백질 칩 연구를 수행해왔으며 최근에 HTS 단백 질 칩 개발 연구를 생명 공학연구원 프로테오젠 등에서 수행하고 있다. 프로테오젠은 단백질 칩용 linker 물질을 개발하여 시판하고 있다. 특히 최근 생명공학연구원에서 는 단백질- 단백질 결합을 형광이나 동위원소 표지 없이 측정할 수 있는 SPRi(surface plasmon resonance imaging) 바이오칩 측정 시스템을 개발한 바 있다. 생명공학연구 원에서 개발한 SPRi system은 현재 K-MAC에서 기술이 전을 받았으며 현재 시판 중에 있다(Fig. 5) Cell chip 세포는 생물의 몸을 구성하는 가장 최소의 단위로서, 면역학, 종양 생물학을 비롯한 다 양한 분야에서 혈액 세포, 신경 세포, 진핵세포, 박테 리아, 바이러스 등 세포를 이용하여 광학적인 방법을 통하여 세포의 구조, 외부 자극에 대한 반응 등의 생체 정보를 획득 할 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 세포를 하나의 칩 상에서 배양하고 소프트 리소그래피 기술을 이용하여 원하는 형상으로 패터닝 할 뿐만 아니라, MEMS 기술을 이용 하여 제작된 다양한 미세 구조물상에서 세포의 행태를 관측함으로써 보다 정확하고 빠르게 생체 정보를 얻을 수 있다는 가능성을 확인하게 되었다. Bio-MEMS 기술 의 한 분야인 Cell chip을 이용하여 원하는 세포로부터 생체 신호를 얻어 내고 분석 하는 것 은 많은 연구자들 로부터 관심을 얻고 있으나, 아직 까지는 기초 연구 단 261 J. Kor. Sensors Soc., Vol. 19, No. 4, 2010

4 ŸÁ x x w» wš w w» w. Fig. 6. Courtesy of Microchip Bio technologies [20]. n v w. 2.1.4. Microfluidics Lab-on-a-chip w w, w, w yw, sƒ y w š. (1) Microfluidics š w»»» w wš w xk w š. w ù w w» w w wƒ v.

4 4 ŸÁ x x w» wš w w» w. Fig. 6. Courtesy of Microchip Bio technologies [20]. n v w Microfluidics Lab-on-a-chip w w, w, w yw, sƒ y w š. (1) Microfluidics š w»»» w wš w xk w š. w ù w w» w w wƒ v. Microfluidics w x w w w k»» ƒ š š (Fig. 6).»» xy œ { ƒ r wš w» x ù z»» x ww» w s š vx šm. Microfluidic» w, w w jš, surfaceto-volume ratioƒ j», ƒ x w., microfluidics» w p w. ƒ yw x y w w y w w w wš. w,» ù» mw ã š, ƒ (2) Lab-on-a-chip MEMS» mw j l l j lj» ƒ w w š, ù ƒ ù d,, l, vl ww wù l y w» w š. e wù e w, w x yw. w x w q r s, ƒ z v p (plastic ware) w š x ww. x v p e x w, x w, w w z w, x x,, w, l, y x, x ƒ z ƒ. ü w r, e w l» wwš ù x w š xÿ w DNAe l w immunochip w protein array y., w œw( ), w m ( ) SPR» w e w y wš., y DNA chip» ry,» protein chip» y» wš. 2.2., y, t,,, x, x ƒ š x d œ y» [4].» Ÿw»»»» w Ÿw» Ÿw d w w yw wz 19«4y,

5 Bio-MEMS w 5 Table 1. Lab-on-a-chip relevant national research trends w»» Micro actuator LOC mw / z LOC w j e LOC» ( )ù l/ LOC ü e œ y LOC l»» / CD based e IP y CD based LOC x³ w l» y LOC d» ( )ù l/ xÿ w s» t j KAIST/ j w LOC» ³ ƒ» s 3 s e y x e KIST/» s y e y w yw x x š. xÿ, Ÿ,, Ÿ t w t Ÿ Ÿ y w wü» t sm» š w. x yw w ù xÿ ù ƒ w yw t œm w wš [5]. ƒ t xÿ w DNA e ƒ. xÿ w DNA e l immunochip w. w Hyseq, Incyte, Protogen w DNA e w DNA pin spotting ù inkjet dropping»q w e j» wš. œ wš ƒƒ û š š x š spotting ƒ ù(pin spotting ) cartridge ü y ¾ (inkjet ). Affymetrix sm v œ yw ww š» DNA wù w w ƒ DNA w š y ww wš, š x ƒ w œ w š û. š, e» k½ (target) xÿ t (label) k Ÿw e w w kwš, y w šƒ Ÿw x»»ƒ v wš w k½ xÿ ³ w t w w û. DNA e» wì š, e» DNA e spotting w x kwš, ƒ û. Biacore 1980 SPR w t e w» 80 % w š, x wš ù š ww. w Ciphergen (SELDI-TOF) w t w Biacore wì wš. š šw ƒ wù š ƒ wš z ƒ ƒ w. BD Biosence xÿ e w t, wš» 500 monoclonal w š ƒ wš 2 v 1. Zymix, Biosite, PerkinElmer, Gyro, Zeptosens xÿ, SPR, MALDI mass spectroscopy w š» wš, ü, w œw, w m SPR» w e ww š, p w œw w j ƒ w SPR l w x t wš. ù w w š, šƒ ƒ w ƒ š. w w» w yw t t d» l y w š, t» t v œ x w (SPR), ep d w (cantilever), j l œ q y d w (QCM), z d w (FET) š, Ÿw d wü t s m» š. Ÿw t sm» t yw œ ƒ y d w w ü SPR [6]» ù xyw». t sm» 263 J. Kor. Sensors Soc., Vol. 19, No. 4, 2010

박세광 양주란 6 Fig. 8. AFM and SEM images of the resonant reflective filter[18]. 다시 공진 반사 파장을 측정하여 이 측정치의 차이로 부터 표면상의 광학적 두께 변화를 검출하는데, 이론적 으로 계산한 결과 1 nm 이상의 두께 변화를 감지할 수 있다.

센서의 감도를 높이기 위해서는 공진 반사 필터의 조절 가능한 파라미터에 따른 필터의 공진 반사 파장의 변화를 확인할 필요가 있다. 공진반사 필터는 유리나 플라스틱 기판 위에 나 노 임프린트 방법으로 제작할 수도 있다.

6 박세광 양주란 6 Fig. 8. AFM and SEM images of the resonant reflective filter[18]. 다시 공진 반사 파장을 측정하여 이 측정치의 차이로 부터 표면상의 광학적 두께 변화를 검출하는데, 이론적 으로 계산한 결과 1 nm 이상의 두께 변화를 감지할 수 있다. 공진 반사광 바이오센서의 핵심 요소기술은 공진 반사를 일으키는 나노급 격자 구조체인 공진 반 사 필터의 제작, 구조체 표면의 바이오물질 고정화, 파 장 가변형 광원 및 고감도 수광 소자 제작, 다중화 집 적 시스템 기술로 나눌 수 있다. 센서의 감도를 높이기 위해서는 공진 반사 필터의 조절 가능한 파라미터에 따른 필터의 공진 반사 파장의 변화를 확인할 필요가 있다. 공진반사 필터는 유리나 플라스틱 기판 위에 나 노 임프린트 방법으로 제작할 수도 있다. 그리고 저가의 일회용 진단칩에 사용하기 위해서 금 속 금형을 제작하여 사출 방법을 이용하여 나노패턴을 플라스틱 사출칩에 전사하는 방법에 대한 연구도 진행 되고 있고, 예비 시험 결과 충분히 가능성이 있는 것으 로 확인되었다. 따라서 저가이면서 일회용이고 환경 친 화적인 바이오센서의 구현이 가능하다. Fig. 8의 왼쪽 이미지는 고정화된 PSA 항체에 항원 을 결합시킨 후 AFM으로 관찰한 필터 표면(항원-항체 반응 지점이 밝게 보임)이고, 오른쪽 이미지는 항원-항 체 반응을 SEM으로 확인하기 위하여 항체에 결합된 항원에 다시 30 nm Au 나노입자를 붙인 2차 항체를 결합시킨 후 관찰한 표면 사진이다. 기준 파장을 선정 하기 위하여 PBS 용액을 투여한 후 측정한 공진반사 광의 투과 스펙트럼을 먼저 측정하고, PSA를 농도별 로 투여하여 공진반사 파장을 측정한다. 반응 속도 차 이에 의해서 시간에 따라 특정 파장의 위치가 지속적 으로 변화하며, 고정화된 항체와 주입된 항원이 모두 반응하게 되면 더 이상 시간이 경과해도 peak의 위치 가 변화되지 않는 saturation 영역에 도달하게 된다. 이 러한 방법으로 1 ng/ml의 PSA를 측정할 수 있었다. 휴대 가능하고 저가의 공진 반사광 바이오센서를 구 [10] Fig. 7. Structure and measurement of resonant reflectance biosensor principle[18]. SPR 기술 이외에도 전반사 타원편광분석기(total internal reflection ellipsometry)[7]나 reflectometric interference spectroscopy[8] 등을 이용한 비표지식 바이오 포토 닉 센서들이 보고 되고 있으며 높은 신호 대 잡음비와 실시간 감지가 가능하고 반응이 일어나는 표면 변화에 대한 높은 민감성 등의 장점을 가지지만, 고가의 광분 석 장비인 분광기가 필요하다는 단점이 있다. 비표지식이면서 분광기 없이 분석 가능한 예로써 공 진 반사광 바이오센서 기술이 있는데, 이는 광파장 이 하의 주기를 가진 주기적 표면 격자구조에서 나타나는 예리한 공진 반사를 이용하여 표면에서 일어나는 인식 물질과 분석물질간의 결합에 의한 굴절률이나 두께의 변화를 고감도로 측정할 수 있다. Fig. 7에 보인 예와 같이 상단 왼쪽 그림과 같이 공진격자 표면에 항체를 고정화한 후 아래 그림의 구조와 같은 광학계를 이용 하여 수직 입사광의 공진 반사 파장을 먼저 측정하고, 상단 오른쪽 그림과 같이 항원-항체 반응을 일으킨 후 [9] 센서학회지 제 권 제 호 19 4,

Bio-MEMS w 7 Fig. 9. Electrochemical DNA sensor chips using the technology overview of the technology(infineon) [18]. Fig. 11.

Electrochemical DNA sensor chips using the technology overview of the technology(osmetech) [18]. xw» w Ÿ» w q ƒ Ÿ š Ÿ š y w y» l» wì w. 2.

9) Osmetech(clini- [12] cal microsensors) (Fig. 10) w DNA k š,» z w»yw y, w» š l v ƒ ƒ w ƒ { x d e yƒ ƒ w ƒ š.

7 Bio-MEMS w 7 Fig. 9. Electrochemical DNA sensor chips using the technology overview of the technology(infineon) [18]. Fig. 11. Silicon nano-wire FET with a channel structure and the principles of bio-sensors [18]. Fig. 10. Electrochemical DNA sensor chips using the technology overview of the technology(osmetech) [18]. xw» w Ÿ» w q ƒ Ÿ š Ÿ š y w y» l» wì w »»» w wš w k½ (DNA, ) v (probe) p ww» p y w.» j»yw ù w FET ù,» y w k½ v w w y/y w y w d w. w [11] Infineon (Fig. 9) Osmetech(clini- [12] cal microsensors) (Fig. 10) w DNA k š,» z w»yw y, w» š l v ƒ ƒ w ƒ { x d e yƒ ƒ w ƒ š. w»yw w» w k½ v 3 t v w wš, p, t w y w ³ w t ƒ» d y ƒ ƒ. w»yw yƒ w p w y w DNA, w xk w». ù w FET ù t ww w w ù ü» y w w t (Fig. 11). p, ù l s ƒ ù t v j» t ww ù ƒ j w., ISFET FET w š y y ƒ wš, y z wì k p w w ƒ y š. ù FET w» ù, t y y y l» ù, w 265 J. Kor. Sensors Soc., Vol. 19, No. 4, 2010

8 8 ŸÁ l ù e ƒ ù y w ƒ. k w v ƒ» w m (top-down) g œ w» CMOS œ y w mw y w. m w ù FET Hewlett-Packard Williams q» ƒ [13], v w ù l f s ƒ w pm DNA, ww. w r, Caltech ù ql w ƒ g ù v p»q x w w, ppb yw pg DNA ƒ w [14]. w, Yale w Reed q» ƒ œ w p w w» w sm v ƒ w SOI»q ù l s ù ƒ FET x w, w 100 fm IgA IgG w [15]. ƒs IME Deep UV v ƒ w 50 nm ~100 nm s g ù 1 ql w ƒ y œ mw ù l Ì s xw 10 fm DNA w ù FET w œw [16]. x ETRI» m CMOS œ y w w ù FET w, t PSA w -w w w [17]. Fig. 12 ù wq l 8 e CMOS œ mw ù FET e x, w e w s ƒ 33 x. w, Fig. 13 ù t anti-psa š y g wš,» 1 µm phosphate r 1 fg/ml, 1 pg/ml, 1 ng/ml PSAƒ w ƒƒ ƒ g d ù» y.» CMOS»» ù FET t, š ƒ w» x ƒ w ty w š. Fig. 12. CMOS technology from ETRI production (a) Nanowire FET biosensor devices(2 cm 2 cm) (b) Nanowire channel geometry [18]. Fig. 13. Nano-wire FET biosensor characteristics of the real-time PSA(ETRI, n-type) [17]. wr ù t y y gld w» š y k w» y. w,» ù y» l» y» [18]. 3. Bio-MEMS w 3.1. ³ POC l x w e w 2010 ¾ ƒ š. p, e w ƒ ã ƒwš, w y wz 19«4y,

$분야의 최근 연구동향 9 Bio-MEMS Fig. 14. Market size of Lab-on-a-chip and B\biochip. Reference: Biochip & BioMEMS - Global Markets, Applications & Competitors: 2005~2010, Analysis & Forecasts. Apr., 2005. Fig. 16.$ 는 체외 진단을 위한 맴스 기반의 생명공학 소재 및 제품들의 시장 동향을 나타내는 것이고 는 의료분야에 필요로 하는 마이크로 플루이딕 디바 이스의 시장동향으로 맴스 디바이스보다 마이크로 플 루이딕 디바이스의 시장이 더 큼을 알 수 있다 은 채외 진단을 위한 기반의 생명공 학 소재 및 제품들의 시장 동향을 보여주며 다양한 분 야에 적용이 되며 년에는 전체

는 체외 진단을 위한 맴스 기반의 생명공학 소재 및 제품들의 시장 동향을 나타내는 것이고 는 의료분야에 필요로 하는 마이크로 플루이딕 디바 이스의 시장동향으로 맴스 디바이스보다 마이크로 플 루이딕 디바이스의 시장이 더 큼을 알 수 있다 은 채외 진단을 위한 기반의 생명공 학 소재 및 제품들의 시장 동향을 보여주며 다양한 분 야에 적용이 되며 년에는 전체

관심을 가지고 있는 분야는 이상이 의료용 바이 오센서로 아직 식품분석용과 환경용 및 그밖에 다른 분야의 바이오센서에 대한 관심 정도가 상대적으로 낮 은 상태이다 한편 국내 바이오센서의 시장규모는 년에 약 억 원 년에는 약 억 원 정도의 시장이 형성된 것으로 분석되었다 향후 전망을 살펴보면 국내의 경우 바이오센서가 국 산화되어 있으나 아직 외국 제품

9 분야의 최근 연구동향 9 Bio-MEMS Fig. 14. Market size of Lab-on-a-chip and B\biochip. Reference: Biochip & BioMEMS - Global Markets, Applications & Competitors: 2005~2010, Analysis & Forecasts. Apr., Fig. 16. Microfluidic devices market in M$ per domain of application(yole development, emerging microfluidic market and applications report, 2009). 는 체외 진단을 위한 맴스 기반의 생명공학 소재 및 제품들의 시장 동향을 나타내는 것이고 는 의료분야에 필요로 하는 마이크로 플루이딕 디바 이스의 시장동향으로 맴스 디바이스보다 마이크로 플 루이딕 디바이스의 시장이 더 큼을 알 수 있다 은 채외 진단을 위한 기반의 생명공 학 소재 및 제품들의 시장 동향을 보여주며 다양한 분 야에 적용이 되며 년에는 전체 시장이 억불에 달할 전망이며 마이크로 플루이딕 장치의 시장은 약물 전달 등에 적용이 되며 년에는 억불 정도의 시 장이 형성될 것으로 보인다 국내 시장 동향 우리나라의 바이오센서 시장은 주 올메디쿠스 주 인포피아 주 아이센스 바이오포커스 등 몇 군데의 벤 처기업에서 제품을 출시하고 있는 상태로 최근 매출이 상승하고 있다 현재 국내 바이오센서 기업들이 주로 관심을 가지고 있는 분야는 이상이 의료용 바이 오센서로 아직 식품분석용과 환경용 및 그밖에 다른 분야의 바이오센서에 대한 관심 정도가 상대적으로 낮 은 상태이다 한편 국내 바이오센서의 시장규모는 년에 약 억 원 년에는 약 억 원 정도의 시장이 형성된 것으로 분석되었다 향후 전망을 살펴보면 국내의 경우 바이오센서가 국 산화되어 있으나 아직 외국 제품 의존성이 높은 실정 Fig. 15, Fig. 9 [20]. Fig. 16 MEMS [20]. Fig. 15. MEMS components for Life Sciences, In-Vitro Diagnostics and Medical market in M$(yole development, biomems report, 2008). 되고 있다 년에는 년 대비 이상의 성 장률을 보이고 있다 이는 을 이용한 세 포 기반의 진단 시스템의 필요성이 점차 커지고 있음 을 말한다 진단용 제품과 서비스는 약물전달 분야에서 가장 많이 응용 될 전망이고 약물전달 분야에서 활용 될 바이오 칩 시장은 년 억 달러 성장 했으며 향후 급속도의 성정을 예측할 수 있다 % Lab-on-a-chip. Biochip, , (Fig. 14) ( ( ) ), ( ),. 90 %, , 50, (Table 2)., J. Kor. Sensors Soc., Vol. 19, No. 4, 2010

10 10 ŸÁ Table 2. Domestic market size and outlook of the biosensor : ü x t wù, w š š x, g l w ƒ f. ü wz s³ (CAGR 10.4 %) w š w , , ƒ. w s³ l w ü» š w, š ü ù» y y ƒ š w ü j. ü t»»», ù e» š œ» IT k» y w ƒ». t w» j»» w e»» y ƒ. Table 3 e, ü» w.» 50 % 70 % wù, ƒ e y š» ƒ¾» w [1]. Table 4 t ü» ü w.» DNA e,» j, l lj, v DNA e, LOC, e wš š. t ƒ y»» gld w» w» y w ³ w. 4.» w Table 3. Biochips, biosensors and Bio-MEMS technology level of domestic» e» 50 %» 60 % MEMS» 70 % e/ / 60 % MEMS w» il l 50 % š : LG, ü Bio-IT xy Table 4. Development of corporate information and the status of the Bio-MEMS» /» ü š w» DNAchip MEMS» w LOC j x e DNA chip Ÿw w» KAIST w e LOC Digital Biotechnology Plastic LOC ª (HPV chip) v» Chip w l w ü w³ Human cdna chip KRIBB/w ( x l, e : ƒ w» z, ƒ» » w w.» x»» l w», ly», yw, Ÿw y y» ww, DNA v ƒ ü DNA e, z ù w /w e, / s w s e, s w e e, š, yw,, w» ¾ x y» e Ÿ w. ù, wz x, ƒ k y ƒ» š. ƒ x» w wz 19«4y,

11 Bio-MEMS w 11 ƒ y yƒ w. w, DNA,, x j ü y w» w»q, gq k ql» w û. p f, e, j, e y š.» ù», m» w w y w mw w [1]. 2007w w w. š x [1] y, w, Special Report / BioMEMS, ù wq l. [2] Ÿ, j l w 3 j, J. Kor. Sensors Soc., vol. 15, no. 5, pp , [3] TU OkadoG DNA chip»,g Life Science & Biotechnology 22, DNA Function Analysis Center Takara Shuzo Co., Ltd. [4] y, ½, ½k,, J. Kor. Sensors Soc., vol. 18, No. 4, pp , [5] M.A. Cooper, Optical biosensors in drug discovery, Nature Reviews-drug Discovery, vol. 1, pp ,G [6] J. Homla, S.S. Yee, and G. Gauglitz, Surface plasmon resonance sensors: review, Sensors and Actuators B, vol.g 54, pp.g 3-15,G 1999U [7] A.V. Nabok, A. Tsargorodskaya, A. Holloway, N.F. Starodub, A. Demchenko, and O. Gojster, Registration of low molecular weight environmental toxins with total internal reflection ellipsometry, Sensors, Proc. of IEEE, vol.g3, pp , [8] C. Hanel and G. Gauglitz, Comparison of reflectometric interference spectroscopy withother instruments for label-free optical detection, Analytical and Bioanalytical Chemistry, vol. 372, pp , [9] B. Lin, J. Qiu, J. Gerstenmeier, P. Li, H. Pien, J. Pepper, and B. Cunningham, A label-free optical technique for detecting small molecule interactions, Biosensors and Bioelectronics, vol. 17, pp , [10] J.C. Hong, K.-H. Kim, J.-H. Shin, C. Huh, and G. Y. Sung, Prediction of the limit of detection of an optical resonant reflection biosensor, Optics Express, vol. 15, no. 14, pp , [11] F. Hofmann, A. Frey, B. Holzaplf, M. Schienle, C. Paulus, P. Schindler-Bauer, R. Hintsche, E. Nebling, J. Albers, W. Gumbrecht, and R. Thewes, Passive DNA sensor with gold electrodes fabricated in a CMOS backend process, In Proc. of the 32nd European Solid-State Device Research Conf., Firenze, Italy, pp , [12] [13] Z. Li, Y. Chen, X. Li, T.I. Kamins, K. Nauka, and R.S. Williams, Sequence-specific label-free DNA sensors based on silicon nanowires, Nano. Lett., Vol. 4, pp , [14] Yuri L. Bunimovich, Y. S. Shin, W.-S. Yeo, M. Amori, G. Kwong, and J. R. Heath, Quantitative real-time measurements of DNA hybridization with alkylated nonoxidized silicon nanowires in electrolyte solution, J. Am. Chem. Soc., vol. 128, pp , [15] Eric Stern, James F. Klemic, D. A. Routenberg, P. N. Wyrembak, D. B. Turner-Evans, A. D. Hamilton, D. A. L.Van, T. M. Fahmy, and M. A. Reed, Labelfree immunodetection with CMOS-compatible semiconducting nanowires, Nature, vol. 445, pp , [16] Z. Gao, A. Agarwal, A. D. Trigg, N. Singh, C. Fang, C.-H. Tung, Y. Fan, K. D. Buddharaju, and J. Kong, Silicon nanowire arrays for label-free detection of DNA, Anal. Chem., vol. 79, pp , [17] A. S. Kim, C. S. Ah, H. Y. Yu, J.-H. Yang, I.-B. Baek, C.-G. Ahn, C. W. Park, M. S. Jun, and S. J. Lee, Ultra-sensitive, label-free, and real-time immunodetection using silicon field-effect transistors, Appl. Phys. Lett., vol. 9, no. 1, p , [18],, ½ x, x, il w» w, m w, 24«, 5y, [19] Micro news, The Disruptive Semiconductor Technologies Magazine, [20] MEMS Trends, Magazine on news technologies and market, issue no. 1, J. Kor. Sensors Soc., Vol. 19, No. 4, 2010

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