바이오��을 이용한 식품공학의 응용기술

1. 서론
바이오침은 수십~수만 개의 생체물질을 1개의 기판 위에 배열, 고정시킨 후 생체물질 상호작용을 동시에 분석하는 바이오어레이칩과 하나의 기판 위해 시료준비, 분리, 반응, 감지가 동시에 이루어지는 마이크로플루이딕스칩으로 분류할 수 있다. 바이오어레이칩은 기판에 고정되는 생체물질의 종류에 따라 DNA치, 단백질칩, 저분자칩, 세포칩 등이 있다. 바이오��이 식품공학 및 식품산업에 응용되는 분야는 크게 식품미생물의 분자수준 포과적 이해를 통한 균주 향상 및 공정최적화왿� 식품안정성 분석에 활용하는 것이다. 바이오��은 DNA칩 개발을 시초로 하여 단백질칩, 저분자칩, 세포칩, 앞타머칩, PNA(Peptide Nucleic Acid)침과 같은 다양한 바이오어레이칩이 개발되고 있으며, 이왿� 더불어 마이크로플루이딕스칩 기술의 개발도 기계공학, 전자공학기술의 융합에 의해 발전하여 오고 있다. 식품공학 분야에서는 현재 DNA 칩이 가장 많이 활용되고 있으며, 단백질칩이 서서히 활용되어 가고 있는 시점에 있다. 따라서 이번 과제에서는 DNA 마이크로어레이왿� 단백질칩 기술과 이들의 식품공학 활용 연구동향에 대해 살펴보고, 나노-바이오��의 중요성에 대해 조사하였다.

2. DNA 마이크로어레이
DNA 마이크로어레이는 Norther blotting의 진화된 기술이라 할 수 있다. Northern blotting은 수십 년 동안 단일 유전자 발현의 정량법으로 널리 사용되어 오다가 서서히 정량 실시간( real-time)PCR 방법이 활용되어가고 있다. 그러나 실시간 PCR법은 한번에 분석할 수 있는 유전자의 수가 한정되어 있다는 단점이 있다. DNA 마이크로어레이 기술의 발전은 한 번의 실험에 수천 개의 다른 유전자를 측정할 수 있는 방법을 제공하고 있다. DNA 마이크로어레이 기술은 프로브(probe)설계, 마이크로어레이 제작, 시료 준비, 혼성화반응(hybridization), 스캐닝 및 데이터 분석으로 구성된다. 프로브 설계는 사용 목적에 따라 크게 달라진다. 진단용 마이크로어레이의 경우 배열 밀도는 낮으며, 정의된 프로브를 사용하게 된다. 반면 대사경로를 밝히거나 새로운 기능 유전자를 규명하는 용도의 마이크로어레이는 고밀도이며 종종 정의되지 않은 프로브를 사용하기도 한다. DNA 마이크로어레이 제작을 위한 많은 기술들이 개발되어 왔다. 크게 두 가지 접근이 있는데, 칩 표면상 올리고뉴클레오타이드의 직접 합성법과 DNA의 마이크로-디스펜싱 기술이 그것이다.