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나노융합기술 100선

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'단일분자 검출감도 나노라만 신기술'

  • 작성자나노인
  • 등록일 2014.01.06
  • 조회수1600

기술명

단일분자 검출감도 나노라만 신기술

나노분류

나노바이오/의료

희망거래유형

기술매매(특허양도, 기술출자 등), 기술이전

키워드

Nano Raman, Single Molecule, Gold-Silver Nano Dumbbell, Drug screening system, Core-gap-shell

기술보유

이름: 서영덕 /  소속: 한국화학연구원 /  연락처: 042-860-7597 /  이메일: ydsuh@krict.re.kr

기술사업화지원

이름: 최신혜 /  소속: 한국화학연구원 /  연락처: 042-860-7192 /  이메일: shchoi@krict.re.kr

기술내용
- 물리적 원리로는 매우 작은 신호만을 내는 라만산란현상을 극복하기위하여 두 개의 금나노입자를 한 개의 DNA 이중나선구조로 단단히 연결한 뒤 그 사이를 은거울반응을 이용하여 은껍잘을 입힘으로써 좁혀서나노갭을 형성하였음(그림 참조)
- 이때 형성된 약 1 nm이하의 나노갭 사이에 라만활성분자 한 개가 위치하도록 설계(Gold-Silver Nano-Dumbbell (GSND))함으로써,
1. 분자 한 개에서 나오는 나노라만신호를 재현성 있고 정량적으로 검출 할 수 있도록 하는 “단일분자 검출감도 나노라만 신기술”을 개발
2. 기존의 표면증강라만에 비하여 전혀 새로운 방향을 제시하여 정량적으로 재현이 가능한 약 100억배 이상의 증강효과를 달성
- 라만의 상용화 및 실용화에 가장 큰 걸림돌이 되어 왔던 라만신호의 정량적 재현성 문제를 해결 할 수 있는 새로운 형태의 내부 나노간극 라만프로브(Gold Nanobridged Nanogap Particle: Au NNP)를 개발
- 이때에는 금으로 나노 크기의 작은 공을 만든 뒤 DNA 조각(금과 금 사이에 공간을 만들어 들어온 빛을 증폭시켜 밝게 만드는 역할)을 마치 스프링처럼 공 표면에 박고 박아놓은 DNA 다른 쪽 끝에 다시 금으로 껍데기를 씌워, 만들어진 입자 표면에 약물 분자를 붙여 특정 질환에 걸린 생체 세포에 집어넣은 다음 해당 세포에 레이저를 쪼이고 이때 나오는 라만 신호를 분석하면 어떤 약물이 질환 부분과 반응해 약효를 발휘하는지 알 수 있는 초고감도 라만 검색기술과 장비를 개발하였음
- 라만신호를 이용한 약물후보물질 검색 기술은 전례를 찾아볼 수 없는 차별성 있는 기술이며, 이러한 라만기반 Cell-based Assay 기술은 2013년 5월 12일에서 16일까지 미국 Washington DC에서 개최된 특허 Fare인 TechConnect World Summit & Innovation Showcase에서 “2013 Global Innovation Award”를 수상하였음
 
응용분야
- 본 기술은 분자하나로부터 분자지문에 해당하는 라만신호를 직접 읽어 들이기 때문에 나노화학소재의 극미량/극미세 나노분석 뿐 만 아니라 현재 가장 널리 쓰이고 있는 유전체 진단 기술인 ‘종합효소연쇄반응(PCR: DNA의 특정부분을 복제, 증폭시키는 기술)’보다 더 빠르고 정확하게 감염여부를 확인할 수 있을 것으로 기대되며, 앞으로 단백질관련 질환진단이나 약물의 작용점 스크리닝에도 확대 응용이 가능할 것으로 보임
- 본 기술은 앞으로 임상연구를 거칠 경우 신종플루, 간염, AIDS 같은 전염성 질병의 확진기간을 몇 시간이내로 단축시키고 이를 더 정확히 검출하는 데에 활용 가능하며, 나노화학소재의 나노수준 극미세분석과 세포 내부에서 일어나는 병리학적 현상을 아주 정확히 컬러 동영상처럼 들여다볼 수 있게 하는 분자화학적 나노이미징에도 사용될 수 있음
- 앞으로 체외진단 및 체내 이미징, 나노광센서 등에 응용하면 난치성 질환의 근본 원인이 되는 유전체 또는 단백체의 병리현상 연구, 암세포를 죽일 수 있는 바이오의약품 개발에도 활용될 전망임

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