바이오인

?

?출처: 동아사이언스

재미있는 과학이야기 (3)

??? [막의 세계] 미래의 문을 여는 바이오칩

 ?

??

?

?고도로 발달된 생명체인 인간은 오감??(??五感??)??이라는 감각기관을 이용해 외부의 자극을 감지한 후 적절한 반응을 나타낸다??. ??하지만 이러한 반응은 거의 자동화 돼 있으므로 반응시간은 매우 짧다??. ??수시로 눈을 깜박이 는 것??, ??라디오에서 흘러나오는 노래소리에 귀를 기울이는 것??, ??뾰족한 물체에 손을 찔렸을 때 몸을 움츠리 는 것??, ??레몬을 보면 침이 고이는 것 등이 그 예다??. ??이러한 감각은 세포막을 통해 신경계에 전달되고??, ??뇌에 연결되면서 과거 뇌에 기억된 정보를 이용해 인식된다??. ??

만약 감각을 감지해낼 수 있는 바이오 센서를 만들 수 있다면 이러한 센서들을 조합해 감각기관이 있는 아 톰이나 에반게리온과 같은 로봇과 인조 인간이 가능해지는 것이 아닐까??. ??현재의 센서 제작 기술로 당장 인 조 인간을 만들 수는 없을지라도 이미 바이오 센서는 우리의 생활에 광범위하게 자리잡고 있다??.

그렇다면 바이오센서에서 생체의 기본적인 감각반응을 모방해내는 출발점은 무엇일까??. ??그것은 바로 생명체 자신과 외부 사이의 경계면인 생체막이다??. ?

? ????차세대 전자소자?? ??생체막의 기능은 그것을 구성하는 분자의 특징과 배열에 좌우된다??. ??왜냐하면 여러 가지 기능성 분자??(??단백질 이나 지방산??)??에 의해 물질과 이온이 수송되고??, ??신호가 전달되기 때문이다??. ??따라서 연구자들이 세포막에서 수행되는 기능을 가진 센서를 만들기 위한 첫 작업은 기능성 생체분자들을 ??2??차원적으로 배열하는 것이다??. ??

이와 같이 기능성 생체분자를 인공적으로 배열시킨 것을 ??‘??인공 생체분자막??’ ??또는 ??‘??생체분자막??’??이라한다??. ??생체분자막의 두께는 구성 분자의 크기에 비례한다??. ??그 범위는 수 나노미터??(1nm=10??억분의 ??1m) ??밖에 되 지 않기 때문에 흔히 생체분자박막이라고도 한다??. ??

하지만 기능성 분자를 ??2??차원적으로 배열시킨다고 해서 생체막의 기능을 모두 수행할 수 있는 것은 아니다??. ??기능성을 갖는 특정 분자에 방향성을 부여해 ??2??차원적 배열로 구성된 생체분자박막을 제작하기 위한 방법으 로는 랭뮤어??-??블라젯기법??(??흔히 ??LB??기법 이라고 함??)??과 자기조립법??(Self-Assembly technique)??이 많이 사용된다??. LB ??기법이나 자기조립법에 의해 형성된 생체분자박막은 분자의 기능성과 배열이 반도체 칩 또는 무기물 기 판 같은 생물체 외부에서 유지될 수 있다??. ??따라서 생체분자막이 형성된 반도체칩 등의 무기물 기판은 신호를 감지하고??, ??저장하며 전달하는 기능을 지닌 센서나 전자소자로서의 응용이 가능하다??. ??

이러한 생체분자막 을 이용해 제작된 센서가 바이오센서??(Biosensor)??고??, ??전자소자로 구성될 때에는 바이오칩??(Biochip)??이라고 한 다??. ??

이러한 바이오센서와 바이오칩은 현재 의료와 식품 그리고 환경산업에서 다양하게 응용되고 있으며??, ??미래에는 차세대 전자소자와 부품으로 사용될 것이다??.?