Transcript 바이오칩의 현황과 미래.

바이오칩의 현황과 미래
생명공학지원과
신희정
Contents
1. 서론
2. 국내·외 현황
3. 문제점
4. 전망 및 필요사업
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩이란?
 바이오칩은 생명공학(BT), 정보기술(IT),
나노기술(NT)의 융합으로 개발된 제품으로 제한된
면적 위에 고밀도의 DNA, 단백질, 탄수화물 같은
생체고분자 (biomacromolecule)를 집적한 것
 종류






DNA chip
Protein chip
Glycochip
Cellchip
Lab-on-a-chip
………
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
Contents
1. 서론
2. 국내·외 현황
3. 문제점
4. 전망 및 필요사업
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
국내외현황
1. 특허동향
2. 개발동향
3. 시장동향
4. 투자현황
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
국가별 특허동향
 2000년 - 2004년 6월 바이오칩 관련 등록특허 :
387건
 2001년 일본의 바이오칩 특허 건수는 59건으로 미국의
38건 보다 크게 앞서기 시작했으며 2002년 41건으로
하락세를 보였으나 2003년 70건의 특허 등록을 보임
 우리나라의 바이오칩 관련 연구의 약진이 두드러짐
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩 국가별 연도별 특허등록 현황 및
특허등록 점유율
160
140
유럽
4%
120
국내
8%
미국
40%
100
80
60
40
20
일본
48%
0
2000년
2001년
미국
일본
2002년
유럽
2003년
국내
2004년 6월
합계
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩 특허등록 현황
연도별 특허등록 현황
기술별 특허등록 현황
160
140
Biochip
28%
120
100
80
60
40
DNA
53%
기타
6%
20
Protein
13%
0
2000년
2001년
DNA
Protein
2002년
기타
2003년
Biochip
2004년 6월
합계
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩 국가별 기술별 특허등록 현황
100%
90%
80%
70%
60%
기타
50%
40%
Protein
30%
DNA
20%
10%
0%
미국
일본
유럽
국내
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩 주요 IPC Code별 특허등록 현황
IPC
Code
G06F C07H
3%
4%
C12M
6%
C12N
14%
내
용
C07H
당류; 그 유도체; 뉴클레오시드;
뉴클레오티드; 핵산
C12M
효소학 또는 미생물학을 위한 장치
미생물 또는 효소; 미생물의 보존, 유지,
증식; 돌연변이 또는 유전자 공학; 배지
C12N
G01N
52%
C12N 15/00 : 유전자 공학과 관련된 DNA
또는 RNA, 벡터
C12N 15/09 : 재조합 DNA 기술
C12Q
21%
C12Q
효소 또는 미생물을 함유한 측정 또는
시험방법; 그것을 위한 조성물 또는 시험지;
그 조성물을 조제하는 방법
C12Q 1/68 : 핵산을 함유한 것의 제조방법,
시험/측정 방법
G01N
재료의 화학적 또는 물리적 성질의 검출에
의한 재료의 조사 또는 분석
G06F
전기에 의한 디지털 데이터 처리
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
주요 출원인별 특허등록 건수
Fuji Photo Film
Affymetrix
Nanogen
Hitachi
NGK Insulators
Hitachi Softw are Eng.
Caliper Tech.
0
10
20
30
40
50
60
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
국내외현황
1. 특허동향
2. 개발동향
3. 시장동향
4. 투자현황
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
DNA microarray 개발동향
 2004년 7월 국내 처음으로 바이오벤처기업인
(주)바이오메드랩과 (주)마이진의 ‘HPV(사람 유두종
바이러스) DNA칩’에 대해 제조품목을 허가
 국내 칩 개발은 현재 contents 개발에 제한되어있고
새로운 detection 방법이나 칩 제조 기술은 상대적인
열세
 일본


히타치, 도쿄대학, 와세다대학의 공동연구팀은 유전자를
회수하는 DNA microarrays를 개발
미쯔비시 레이온 : 1999년 봄에 섬유형 DNA칩의 기본 기술에
대한 특허를 출원 - DNA 뿐만 아니라 단백질과 화합물의 칩
등으로 응용이 가능, 기존 유리기판에 제조하는 칩 가격에
비하여 약 10%의 가격으로 제조 가능
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
기술격차 비교 – DNA microarray
기술수준
(%)
전문인력
보유정도(%)
인프라
구축정도(%)
DNA Chip(Oligonucleotide) 기술
90
90
80
DNA Chip(cDNA) 기술
70
90
80
DNA 염기분석 기술
90
80
80
인간게놈해독 유전자발굴 기술
60
70
60
유전자 도입, 증폭 기술
90
80
80
자동 분주기 기술
80
60
50
약효시험결과 Detection 기술
50
50
50
시스템 관리 기술
80
70
70
마이크로 바이오인포메틱스 기술
70
60
50
Modeling/simulation/Programming 기술
70
60
60
항목
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
기술격차 비교 – Protein microarray
기술수준
(%)
전문인력
보유정도(%)
인프라
구축정도(%)
단백질 microarray 제작 기술
80
50
80
단백질 microarray detector 기술
70
90
80
단백질의 고성능 스크리닝 기술
70
30
30
단백질의 상호작용분석 기술
70
30
30
다중분주(multi pippeting) 기술
50
40
30
자동 분주기 기술
80
60
50
자동 화합물관리 및 보관 기술
50
40
30
약효시험결과 Detection 기술
50
50
50
시스템 관리 기술
80
70
70
마이크로 바이오인포메틱스 기술
70
60
50
Modeling/simulation/Programming 기술
70
60
60
항목
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
국내외현황
1. 특허동향
2. 개발동향
3. 시장동향
4. 투자현황
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
주요 국가의 바이오칩 시장 전망
3,500.0
3,000.0
2,500.0
2,000.0
1,500.0
1,000.0
500.0
0.0
2002년
2003년
미국
유럽
2004년
일본
2005년
캐나다
2006년
기타
2007년
합계
자료 : Global Industry Analysis Inc. “Biochips” 2004년
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩 분류별 시장 현황 및 전망
3,500.0
3,000.0
2,500.0
2,000.0
1,500.0
1,000.0
500.0
0.0
2002년
2003년
DNA Chip
2004년
2005년
Protein Chip
2006년
2007년
합계
자료 : Global Industry Analysis Inc. “Biochips” 2004년
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
지역별 바이오칩 시장점유율(2003년 기준)
DNA chip
Protein chip
기타
2%
기타
9%
유럽
28%
미국
41%
유럽
25%
미국
57%
일본
9%
캐나다
4%
일본
10%
캐나다
15%
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
DNA Chip 생산방식에 따른 시장전망
3,000.0
구분
2002년
2007년
CAGR
2,500.0
Photolithography
347
1,133.50
26.6
2,000.0
1,500.0
Glass arrays
297.6
1,260.00
33.4
1,000.0
500.0
Total
644.6
2,393.50
31.3
0.0
자료 : BCC, “DNA Microarrays and Their Materials” 2004년
2002년
Photolithography
2007년
Glass arrays
Total
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
DNA Chip의 Glass array 방식에서 사용 Probe별 시장 동향
구분
2002년
2007년
CAGR
3,000.0
2,500.0
cDNA
232
163.5
-7.2
2,000.0
1,500.0
DNA
Oligomers
412.6
2,230.00
40
Total
644.6
2,393.50
31.3
1,000.0
500.0
0.0
2002년
자료 : BCC, “DNA Microarrays and Their Materials” 2004년
cDNA
2007년
DNA Oligomers
Total
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
바이오칩의 응용분야별 시장 현황 및 전망
1,600.0
1,400.0
1,200.0
1,000.0
Industry
Academic
800.0
600.0
400.0
200.0
0.0
2002년
2003년
2004년
2005년
2006년
2007년
자료 : BCC(“DNA Microarrays and Their Materials” 2004년), Global Industry Analysis Inc. (“Biochips” 2004년), Freedonia
Group(“BioChips: Genomic and Proteomic Applications in the United States” 2002년) 등의 자료를 종합
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
국내외현황
1. 특허동향
2. 개발동향
3. 시장동향
4. 투자현황
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
투자현황
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
Contents
1. 서론
2. 국내·외 현황
3. 문제점
4. 전망 및 필요사업
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
기술상의 문제점
Protein chip의 경우






고밀도 Microarray를 활용한 시스템의 표준화 미비
피코 리터 수준의 초정밀 분주시스템 부재
각 spot에 동일한 양의 시약과 화합물의 분주가
어려우므로 약효시험의 신뢰성 하락
고밀도 Microarray Plate 상의 높은 증발현상 등 환경
제어 문제
Chip loading system 장치의 자동화 및 고정밀도 보장
Non-specific binding(noise)을 최소화할 수 있는
고기능 washing device 개발
기존의 형광 스캐너를 대체할 수 있는 고효율
detection system의 개발 필요
Lab-on-a-chip(LOC)) : 채널 내벽에의 흡착
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
기술상의 문제점
분석과정의 자동화 시스템 운영에서 오동작
대처능력을 충분히 갖춘 인공지능형 시스템의
설계기술
적용범위를 확장하기 위한 검출방식 및
분석프로토콜의 활발한 연구개발 요청
contents의 개발
산․학․연․관의 원활한 협조체제를 구축
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
Contents
1. 서론
2. 국내·외 현황
3. 문제점
4. 전망 및 필요사업
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
전망 및 필요사업
단백질 칩, LOC의 시장이 커질 것으로 예상
결과의 재현성, data base의 확립, pattern
recognition의 타당성 등의 문제 해결을 위한
선행연구 필요
mRNA의 발현정도를 측정하는 DNA chip을
진단용으로 개발하기 위해서는 표준화 작업이
선행 되어야 함
새로운 방식의 비표지 단백질의 검출기술을 개발
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터
생명공학지원과 첨단 BT제품 애로사항 처리센터