생체의학 마이크로소자 연구실

김용태 교수 연구실에서는 DNA, RNA, 세포 등의 생체 분자 정보를 적은 시료를 이용하여 빠른 시간 안에 높은 집적도로 분석하는 미세유체 장치 개발에 주력하고 있습니다.
또한, 우리 연구실은 디지털 제조 기술을 이용하여 유전자 분석에 응용 될 수 있는 마이크로 소자의 개발을 촉진하는 연구를 수행하고 있습니다.
연구실의 궁극적인 목표는 병원체 감지, 환경 모니터링, 법의학 분석 분야 등에서 활용할 수 있는 샘플 주입부터 검출까지 모두 이루어 질 수 있는 완전한 통합형 마이크로 장치를 만드는 것입니다.
또한, 우리 연구실은 디지털 제조 기술을 이용하여 유전자 분석에 응용 될 수 있는 마이크로 소자의 개발을 촉진하는 연구를 수행하고 있습니다.
연구실의 궁극적인 목표는 병원체 감지, 환경 모니터링, 법의학 분석 분야 등에서 활용할 수 있는 샘플 주입부터 검출까지 모두 이루어 질 수 있는 완전한 통합형 마이크로 장치를 만드는 것입니다.
1. 3D-프린팅 기반 미세유체 소자의 개발

3D-프린팅 기술이 발전함에 따라 다양한 기능과 재료를 활용한 응용기술 발전함에 따라 미세유체 공학자들이 많은 관심을 갖고 있다. 우리 연구실에서는 고해상도의 3D-프린팅 기술 기반의 미세유체 소자 개발에 대한 연구를 진행하고 있다. 이는 3차원 디지털 데이터로 부터 다양한 마이크로 칩의 모듈 (채널, 반응챔버, 믹서, 농도구배 채널, 액적생성 채널 등)을 제작하여 세포, 핵산 등 다양한 생물유래 분자의 분석에 활용할 수 있다.
2. 통합형 유전자 진단 시스템의 개발

본 연구실에서는 유전자 기반의 생물학적 분석을 수행할 수 있는 통합형 마이크로 시스템 개발 연구를 수행하고 있다. 바이러스, 박테리아, 사람 세포 등에서 핵산을 추출, 증복, 분석하는 일련의 과정을 하나의 칩에서 구현하여 현장형 유전자 분석이 가능한 시스템을 개발하고자 하며 이는 병원균 진단, 법의학 검사, 환경 모니터링, 임상진단 등 다양한 분야에 응용할 수 있다.
3. 미세유체 소자의 자동화

미세유체 장치는 이의 매우 작은 구조 때문에 사용하는 어렵기로 악명 높다. 우리는 이러한 미세유체의 흐름을 자동화할 수 있는 미세밸브 또는 미세펌프의 개발을 수행하고 있다. 사용자는 직관적인 인터페이스를 컴퓨터에서 조작하여 자유롭게 모든 유체를 조작하여 다양한 생물학적인 분석을 수행할 수 있는 유체 시스템을 개발하는 연구를 수행 중이다.
4. 핵산 추출용 마이크로 소자의 개발

세포로 부터 핵산을 추출하는 기술을 마이크로 칩 기반의 진단 기술의 개발에 허들로 인식되고 있다. 우리 연구실에서는 마이크로 소자 내 핵산 추출이 가능한 재료를 통합하거나 미세구조를 마이크로 소자 내에 제작하는 방법을 활용하여 미세소자 기반 핵산 추출 기술을 개발하고 있다.
5. 생체적합성 3D-프린팅용 재료의 개발

3D-프린팅 기반 바이오 소자의 개발은 다양한 장점에도 불고하고 재료 선택의 제한성이라는 커다란 단점이 존재한다. 따라서 우리 연구실에서는 3D-프린팅이 가능하면서 세포독성이 없는 생체적합성 프린팅 레진을 개발하고 있으며 이는 세포칩, 장기칩, 암 진단용 칩, 신약개발용 칩 등 다양한 분야에 활용될 수 있다.
지도교수 소개
교수명 : 김용태
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- 연구실 : D동 404호
- 연락처 : 031-8041-0611
- 이메일 : ytkim@tukorea.ac.kr
- 홈페이지: https://sites.google.com/kpu.ac.kr/ytkimlab
- 다수의 국외 SCI급 논문 발표 및 표지 논문 선정
- Nano Convergence Conference 2020 우수 포스터 발표상 수상
- 지도학생 Nano Young Challenge 2021 장려상 입상, 경기도지사상 수상 (2020), 가족회사대표상 수상 (2021)
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