화학과

정렬된 자성입자를 이용한 초저농도 약물 센싱기술 개발

기존 원편광분광분석법 대비 1000배 이상 센싱효율 향상

충남대 화학과 이재범 교수 (제1저자: 곽주용 석사, 주요공동저자: 박세정, 최화영, 이지훈) 연구팀이 금속자성 나노입자와 카이럴 자기장을 이용한 손대칭성 물질을 초저농도로 센싱하는 원천기술을 개발했다. 분자/ 올리고머/ 고분자 수준에서의 손대칭성 물질을 기존 원편광분광분석법에 비해 1000배 이상 센싱능력을 향상시키는데 성공했다.

이번 연구는 금속 나노물질의 배열을 정밀하게 제어해 흡수광을 조절할 수 있는 물리적 현상에 착안해 가시광선 영역에서 다양한 크기, 구조의 손대칭성 물질을 센싱해 기술의 응용성을 확장했다.
 특히, 지금까지 이런 나노입자의 비대칭 합성 및 조립을 이용한 센싱은 DNA나 단백질 같은 자연적인 나선형 구조를 가지고 있는 물질을 사용해 만들었으나, 이재범 교수 연구팀은 나선형 자기장을 인위적으로 생성해 3밀리초 수준에서 나노물질을 구조변형하고 손대칭성 물질 센싱을 가능하도록 하는데 성공했다.

이재범 교수 연구진이 구현한 플라즈모닉 카이럴 증폭기는 다양한 거울상 이성질체 물질의 인식 및 분리를 위한 다양한 응용 분야에 있어 핵심 원천 기술이 될 것으로 기대되고 있다. 특히, 시료량이 극도로 부족한 상황에서 카이럴 센싱으로 정성/정량 분석을 할 수 있는 연구를 확대 진행중이다. 

이번 연구는 충남대학교 신임교수 연구지원 사업 및 한국연구재단 중견연구자지원사업으로 충남대 화학과 손경선 교수(카이랄 고분자)와 공동연구로 진행됐으며, 연구결과는 ‘ACS Applied Materials and Interfaces (Impact Factor: 9.229)’ 10월호 온라인 판에 게재됐다. 

이재범 교수-개발된 플라즈모닉 카이럴 증폭기 센싱 개념도