전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_2022.3 소특집 (p184~185)

바이오센싱 디바이스의 기술 동향
센서기술ㆍ센싱시스템 분야

권두언
보다 큰 보상을

소특집 편집에 임하며
건강과 장수는 항상 개인과 사회의 최대 관심사 중 하나로, 모든 과학 기술에 있어 자명한 응용 분야라고 말할 수 있다. 일렉트로닉스 또한 예외가 아니며, 의료나 건강증진을 위한 다양한 디바이스ㆍ기기ㆍ시스템이 실용화되고 있다.

특히 센서기술ㆍ센싱시스템 분야에서는 재료나 집적회로기술의 진보와 함께 새로운 아이디어들이 탄생하면서 국내외에서 다양한 신기술 개발 움직임이 추진되고 있다. 이번 소특집에서는 국내에서 활발한 연구 활동을 하고 있는 다수의 연구팀 가운데 전자정보통신학회의 전문 분야뿐만 아니라 인접 분야에 걸쳐 흥미로운 활동들을 소개한다.

일렉트로닉스를 이용한 바이오센싱 기술에 있어 통상적인 일렉트로닉스 기술과 빛이나 전기화학을 이용한 센싱 헤드 부분을 어떻게 조합해 실현하고 있는지가 중요한 포인트이다. 이번 소특집에서는 독자들이 이 조합의 바리에이션에 대해 부감(俯瞰)할 수 있도록 하는 것을 목표로 저자 여러분들께 원고를 부탁 드렸다.

6개의 원고 중 나라(奈良)첨단과학기술대학원, 도요하시(豊橋)기술과학대학, 도호쿠(東北)대학 연구팀에게는 독자적인 집적회로칩 개발로서 새로운 바이오센싱 기술을 창출하는 활동에 대한 소개를 부탁 드렸다. 나라첨단과학기술대학원 연구팀은 집적회로를 축으로 하는 생체 매립 디바이스, 도요하시기술과학대학 연구팀은 단일칩으로 pH이미징을 실시하는 CMOS센서, 도호쿠대학 연구팀은 손톱ㆍ발톱을 통해 광전용맥적파 측정을 실현하는 센서 시스템온칩(SoC)과 센서기술 등, 각 연구팀을 대표하는 기술들을 자세하게 설명해주었다.

한편, 도쿄의과치과대학, 도쿄대학, 도쿄이과대학 연구팀은 형광이미징, 바이오FET, 웨어러블 전기화학센서ㆍ바이오 연료배터리 등 특색 있는 바이오센싱 인터페이스에 대해 설명해주었다. 모두 일렉트로닉스를 베이스로 하는 생체센싱 기술로, 아마도 많은 독자들에게 신선한 이슈가 될 것으로 기대한다.

이번 소특집에서는 이와 같은 다각적인 연구에 대해 소개함으로써 우리들이 다루는 전자정보통신기술용 일렉트로닉스 기술이 착상과 고안에 따라 다양한 바이오센싱ㆍ바이오인터페이스 기술로 발전할 수 있다는 것에 대한 독자들의 이해를 목표로 했다. 이번 소특집이 독자 여러분에게 새로운 전개를 위한 자극이 되길 희망한다.

1. CMOS기술을 베이스로 한 생체 매립 일렉트로닉스 디바이스
체내에 CMOS 디바이스를 매립하는 시대가 다가온다?

2. 단입 칩(On-Chip) CMOS PH 이미징센서를 이용한 바이오 이미징
생체 바이오 물질을 실시간으로 가시화할 수 있는 기술

3. 날숨ㆍ피부 가스의 바이오 형광 센싱과 이미징
비침습이고 간편한 스크리닝을 가능하게 하는 생체 가스 계측

4. 경조형(經爪型) 집적화 광전용적맥파 계측 시스템의 개발과 응용
손톱ㆍ발톱에 장착하는 광전용적맥파 계측(Photoplethysmography, PPG) 디바이스

5. 바이오와 전자디바이스를 연결하는 계면과 새로운 바이오센싱에 대한 전망
FET 바이오센서의 진단 디바이스 플랫폼화

6. 전기화학 센서ㆍ바이오 연료배터리를 이용한 웨어러블 바이오센싱 기술
건강관리용 웨어러블 바이오센싱 시스템

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