'생명칩'이 화성의 생명체 흔적을 찾는다.

글쓴이
박상욱
등록일
2004-03-19 09:14
조회
5,504회
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7건
댓글
15건
첨단의 실험칩 (lab on a chip) 기술이 2009년 화성탐사에서 흙속의 생명체 흔적을 찾는데 사용될 전망이다.

지름 10 센티미터 정도의 플라스틱 디스크 모양인 이 칩은 웬만한 실험실 장비 여러 대의 역할을 수행할 수 있다. 이는 최근 크로마토그래피(주: 혼합물 분리방법의 일종) 분야에서 극미량의 시료를 칩 위에서 정량 분석할 수 있도록 한 분석화학의 진보 덕분이다.

탐사선이 화성에 착륙하면, 흙을 채취하여 섭씨 500도로 가열, 수분과 유기물질(만약 존재한다면)을 증발시킨다. 증발한 유기물질은 형광 염료가 묻은 판에 흡착하는데, 유기물중에 아미노산이 있을 경우 빛을 낸다. 흡착한 아미노산은 칩 위에 새겨진 경로를 따라 분리과정으로 들어가게 되며, 아미노산의 거울상 이성질체(왼손, 오른손을 연상하라)를 분리한다.

아미노산은 DNA와는 달리, 매우 간단하고 안정한 화합물로 오랜 세월동안 분해되지 않고 남아 있을 수 있다. 아미노산은 두 가지 거울상 이성질체가 존재하는데, 합성된 아미노산은 두 가지가 정확히 절반씩 만들어진다. 하지만 생명현상에 의해서는 왼손형만이 만들어지기 때문에, 거울상 이성질체의 상대량을 측정하면 생명현상의 산물인지 여부를 알 수 있다.

최근 화성에서 물의 흔적을 찾아낸 오퍼튜니티와 스피릿 탐사로봇은 물을 찾는 목적에 집중했기때문에 유기물 검출을 위한 장비는 실려있지 않다. 1976년 바이킹호에 의해 유기물을 검출하는 실험이 이루어졌지만, 당시의 분석기술로는 유기물을 찾아내기 어려웠다.

[소스 : Skelley, A. M. & Mathies, R. A. J. Chromatography A., 1021, 191 - 199, doi:10.1016/j.chroma.2003.08.096 (2004).]

[링크 = http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TG8-49NVH81-B&_coverDate=12%2F22%2F2003&_alid=156973670&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_qd=1&_cdi=5248&_sort=d&view=c&_acct=C000013398&_version=1&_urlVersion=0&_userid=198559&md5=588c934f037913a6e5888aa22fe64094 ]

  • 최희규 ()

      혹시 이 칩의 소재를 알 수 있을까요? 궁금 궁금...

  • 샌달한짝 ()

      제가 알리론 랩온어칩의 경우엔 소재보다는 구조에서 성능이 결정됩니다. 우리가 아는 유체역학등이 아주 미세한 관에서는 약간 다른 특성을 보여준다는군요. 그래서 이를 마이크로플루이딕스(microfluidics)라고 부릅니다.

  • 샌달한짝 ()

      칩의 구조를 아무 미세하게 설계해야 하기 때문에 최소 마이크로 대개 나노기술이 필요로 하고요

  • 박상욱 ()

      나노기술까지 필요하지는 않습니다.^^

  • 최희규 ()

      아니 아니... 그래서, 소재가 뭐냐고요~~~ ^^

  • 뚜구리 ()

      PDMS아닐까 생각하는데...아닌가요?  microfluidic관련 문헌본지가 꽤되서..

  • 배성원 ()

      미세채널을 식각법을 통해 만들어야 하니까.... 실리콘 이겠군요. 웨이퍼 말입니다. 아닐까요?

  • 김병찬 ()

      실리콘 웨이퍼에 식각하고 구멍은 PDMS로 막았다고 하는데요... 사이즈로 봐서는 전체를 PDMS로 구성해도 될 듯한데... 화학적으로 불안정한 경우가 있어서.. 대게는 실리콘으로 구성하는 것 같습니다.... 논문 찾아보세요...

  • 샌달한짝 ()

      박상욱님... 나노기술도 필요하다고 압니다. 그러나 현재 가용할수 있는 기술이 VLSI공법으로 만드는 마이크로 기술이기 때문에 마이크로대에서 결과가 많이 나오는 거겠죠

  • 샌달한짝 ()

      배성원님 맞습니다. VLSI 가공을 하더군요. 현재는 새로운 돌파구를 뚫어보기위해 바이오 관련기술을 이용해보려고 하시는 분들이 계십니다.

  • 샌달한짝 ()

      그리고 랩온어칩이라고 하는 것이 말그래도 온갖기능을 하나의 칩위에 넣겠다는 식의 개념위주의 명명이기 때문에 이름만으로는 어떤 소재나 구조형태를 못박기는 힘들 것 같습니다. 대체로 glass, PDMS, 실리콘, 백금 등이 쓰이고 구조물의 디자인과 유체분리에 쓰는 힘(전기력이냐, 화학물질의 특성이냐 등)에 따라 소재가 달라집니다.

  • 박상욱 ()

      나노라는 말의 과다사용은 경계해야합니다. 100나노도 나노기술이라고 하는 분이 있던데.. 나노기술은 스케일의 문제가 아닌 컨셉의 문제라고 봅니다.
    미세가공이나, 일부 화학작용을 위한 SAM 형성등은 나노기술이라 볼 수 있겠고, 시료양은 pL(피코리터)까지 내려갈 수도 있으니 스케일상으로는 나노기술이라 부르고 싶은 분들이 많으리라 봅니다.
    다만 화학하는 사람의 입장에서 볼 때에 현재 또는 근미래의 랩온어칩을 나노기술이라 부르고 싶지 않습니다.(상당히 '크고', 'top down'방식으로 접근하고, 'one molecule' 수준이 아닌 '소량의 bulk' 시료를 다루기 때문입니다.) 공학쪽에서 나노기술이라고 부른다면, 시각의 차이로 인정하겠습니다. 반도체 선폭 줄이고 트랜지스터 소형화 하는 것을 나노기술이라고 부르는 분도 많거든요.(물리/화학에선, one molecule 심지어 one atom 트랜지스터쯤 되면 진심으로 나노기술이라고 부릅니다.)

  • 샌달한짝 ()

      역시나 전자쪽과는 또 다른 시각이군요. 반도체 선폭줄이는 것도 굉장한 진보인걸요..

  • 김덕양 ()

      논문 읽어보신 분은 안 계신듯. ^^ 위의 사진에서 보이듯이 유리기판을 식각하고 여러장 붙여서 만든 것이네요. 그냥 실리콘인 경우 microchannel 에서의 wetting 문제를 해결해 줘야겠죠.

  • 김덕양 ()

      논문 제대로 읽어보신 분은 안 계신듯. ^^ 위의 사진에서 보이듯이 유리기판을 식각하고 여러장 붙여서 만든 것이네요. 그냥 실리콘인 경우 microchannel 에서의 wetting 문제를 해결해 줘야겠죠.

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