참가업체

2020NANOPIA아이디어톤 참가신청

참가신청서

2019-10-16 19:35:41 270 0
  • - 첨부파일 : Nanopia capstone design contest_2019_박원정 조.pptx (1.8M) - 다운로드

본문

참가분야
나노기술관련 전분야
아이디어톤 주제
양자점의 발광도를 이용한 새로운 혈당 측정 방식
성명(팀명)
Quantum.Nano
참가자정보
이름
박*정
소속
부산대학교
부서
광메카트로닉스공학과
휴대전화
010****5170
이메일
tor**@**er.com
소속팀원(3)
팀원1
이름
김*진
학교
부산대학교
학과
광메카트로닉스공학과
이메일
ksg**@**er.com
휴대전화
010****7395
팀원2
이름
진*희
학교
부산대학교
학과
광메카트로닉스공학과
이메일
jin**@**er.com
휴대전화
010****2795
팀원3
이름
오*혁
학교
부산대학교
학과
광메카트로닉스공학과
이메일
145**@**er.com
휴대전화
010****2345
개발동기 및 목적
2018년 대한 당뇨병 협회가 발표한 바에 의하면, 현재 국내 당뇨병 환자의 수는 500만 명이 넘어선 것으로 공식 집계되었습니다. 이는 기존의 혈당 측정 방식의 번거로움과 접근성 때문이라고 생각하였고, 그래서 기존에 상용화 되어있는 혈당측정기의 한계에 착안하여 과제를 시작하게 되었습니다. 보통 당뇨 환자들은 하루에도 여러번 혈당 측정을 위해 직접 채혈을 하는데 이에 있어 통증은 물론 여러 번거로움이 따르기 때문에 개선이 필요하다고 생각하였습니다. 물론 이를 해결하기 위하여 많은 기술들이 개발되고 있습니다. 마이크로 니들을 활용하여 통증을 줄이고, 여러 센서들을 활용하여 연속적으로 혈당을 측정하는 기술들이 연구되고 있는데, 저희는 이에 착안하여 마이크로니들과 퀀텀닷의 활용을 통해 통증을 없애고 간단하게 확인하며 간편한 공정을 통해 일회용으로 사용하는데도 부담이 없게끔 간단하게 측정할 수 있는 시스템을 구상하였고, 이는 당뇨 환자들에게 있어 많은 도움을 줄 수 있을 거라고 생각하여 과제를 시작하게 되었습니다. 상기 내용에서 말했듯이 당뇨병 환자들로 하여금 혈당 측정 시에 있을 여러 어려움과 고통들을 완화시키고 조금 더 간편하고 정확한 혈당 측정기를 만드는 것이 목표입니다. 그리고 더 나아가 저희의 기술은 기존의 혈당 측정 매커니즘과는 다르고 새로운 방식이기 때문에 더욱 더 많은 발전 가능성이 있을 것으로 보여지며, 그것을 토대로 다양한 분야에서도 사용되게끔 하는 것이 저희의 최종 목표입니다.
출품과제의 기술 설명
기존의 혈당 측정기 매커니즘은 glucose oxidase 와 혈액 안의 glucose 가 결합하여 발생한 H2O2 가 미세전류를 일으키는 방식으로 진행되어 왔습니다. 하지만 이러한 방식은 혈액의 양이 비교적 많아야 해서 채혈을 해야 하는 단점이 있습니다. 저희는 작은 혈액의 양으로도 어떤 신호를 검출해 낼 수 있는 방법이 없을까 생각하다가, 퀀텀닷 이라는 것을 접목시켜보면 어떨까 하고 생각했습니다. 우선, 퀀텀닷은 퀀텀닷 고유의 밴드갭 에너지의 빛을 받으면 들뜬 상태가 되었다가 다시 안정된 상태로 돌아가는 과정에서 에너지를 빛의 형태로 발광하는 성질이 있습니다. 그러한 발광하는 성질을 이용하여 발광의 줄어드는 정도를 통해 혈당 농도를 측정할 수 있습니다. 여러 종류의 퀀텀닷이 있는데 그 중 저희가 가장 적합하다고 생각된 퀀텀닷은 FeSe 라는 퀀텀닷인데, FeSe 합성 과정에서 퀀텀닷의 리간드에 표면작용기를 붙이는데 저희는 이때 FeSe의 리간드에 붙어 있는 L-Cysteine을 이용하여 발광 정도를 측정해 보자고 생각했습니다.  그리고 혈액이나 땀을 채취하는 과정에서 마이크로니들을 이용하여 진피층 까지만 들어가는 상처가 없는, 통증 없는 방식을 생각해 보았습니다.
  저희의 아이디어를 정리하자면, 우선 PVA Solution 에 Glucose oxidase 와 FeSe Quantum Dot을 섞어서 Electrospinning 방식을 통해 기판을 만듭니다. 그리고 그 위에 마이크로니들을 부착시켜 피와 땀을 흡수할 수 있게 합니다. 마이크로니들에서 모세관 현상으로 빨려 올라온 피와 땀이 PVA 기판 안에 흡수됩니다. Electrospinning을 하였기 때문에 표면적이 넓어져서 반응의 정도가 더욱 커집니다. 다음으로 PVA 안의 Glucose Oxidase 와 Glucose 가 반응하여 H2O2가 발생합니다. 이때 발생한 H2O2는 이번에는 퀀텀닷의 표면 작용기인 L-Cysteine 에 가서 결합 합니다. H2O2와 결합함과 동시에 L-Cysteine 은 Disulfide 로 바뀌게 되고, 이 때문에 발광의 정도가 줄어들게 됩니다. 이러한 발광의 정도를 검출하여 수치화 시켜 혈당 수치를 연속적으로 실시간으로 볼 수 있는 측정기를 생각하고 있습니다. 이론적으로 가능한 이야기라는 것을 교수님과의 면담을 통해 확인하였고, 사용할 수 있는 다른 생체적합성을 띄는 퀀텀닷도 생각 중에 있습니다. 저희 기술에 대해 자신감을 가지고 있는 이유는 무엇보다, 이 기술이 아직까지 한번도 제안되지 않은 기술이라는 점 입니다. 감사합니다.

행사장에는 기본적으로 테이블 1개, 무선와이파이(공용)는 제공됩니다. 시설물 이외에 캡스톤 작품을 구동시키기 위해 필요한 사항을 ‘필요사항’에 작성하기 바랍니다.
위에 작성하는 내용은 행사 준비 시 필요한 내용으로 서류 제출 후 수정 불가합니다. 정확하게 작성하여 주시기 바랍니다.
기타 문의사항은 이메일(office@nanopia.org)로 하시기 바랍니다.
참가기한은 ~ 2019년 10월 16일(수) 까지입니다.