【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 경기도경제과학진흥원은 바이오의약품 및 진단키트 개발 필수 분석 장비인 표면플라즈몬공명분광기(SPR) 전문 분석 서비스를 지원한다고 21일 밝혔다. 앞서 경과원은 경기도의 지원을 받아 ‘바이오 소재물질 연구장비 고도화 사업’을 통해 생체분자 간 결합력을 분석하는 ‘표면플라즈몬공명분광기(SPR)’를 경기바이오센터 내에 구축했다. 이를 통해 경과원은 기존 장비를 활용한 전문 분석 서비스를 제공, 국내 제약바이오 기업의 바이오시밀러 日식약청 품목허가 통과, 미국·유럽 임상시험 진행, 기능성 화장품 개발 기술이전과 해외수출 지원 등 총 9254건의 성과를 거두었다. 이 후 장비의 노후 및 단종으로 2021년부터 전문 분석 서비스가 중단되었으나, 다수의 기업과 기관의 지속적인 재개 요청을 반영해 2022년 하반기에 한층 업그레이드된 ‘Biacore T200’ 장비를 구축했다. 해당 장비는 광학적 원리를 이용하여 금속박막 표면에 흡착된 물질의 미세한 굴절률 변화를 계측함으로써, 단백질, 저분자 화합물(약물), 항원·항체, 효소, 핵산 등 다양한 생체분자에 특정한 표지를 하지 않고도 두 분자 사이의 결합력을 실시간으로 측정할 수 있다. 특히 바이오·합성 의약품 개발, 항체 의약품 특성 분석, 진단키트 항원·항체 결합력 분석 등 다양한 분야에 적용 가능하며, 수요기업에 대한 전문 분석 서비스뿐만 아니라 산·학·연 공동 연구개발 과제 등에도 활용될 예정이다. 표면플라즈몬공명분광기(SPR) 전문분석 서비스 신청은 경과원 홈페이지를 통해 신청 가능하다. jjang@fnnews.com 장충식 기자
2023-03-21 12:28:31플라즈몬 효과를 이용해 디스플레이 컬러필터를 상용화할 수 있는 공정기술이 KAIST와 고려대학교 연구진에 의해 개발됐다. KAIST는 전기및전자공학과 최경철 교수와 고려대학교 전기전자전파공학부 주병권 교수 공동 연구팀이 나노 표면에서 발생하는 플라즈몬 효과를 이용한 디스플레이 컬러필터를 상용화할 수 있는 설계 및 공정기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 컬러필터는 액정표시장치(LCD)나 유기발광다이오드(OLED)와 같은 디스플레이와 디지털 카메라에 사용되는 CMOS 이미지 센서에서 색상을 표현하는 핵심부품이다. 현재 상용화중인 컬러필터는 투과율이 20~30%대로 알려져 있는데 플라즈몬 효과를 이용하면 투과율을 기존보다 40%이상까지 끌어올려 전력효율을 약 2배 향상시킬 수 있다는 연구 성과들이 최근 보고됐다. 그러나 플라즈몬 필터는 마이크로미터(㎛) 크기의 극소 면적에만 구현할 수 있다는 한계가 있었다. 최경철 교수 연구팀은 이번 연구에서 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 면적 한계를 극복하고 최대 2.5㎝ 크기까지 플라즈몬 필터를 구현했다. 또 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 나노 패턴을 대면적에 구현하고 컬러필터의 특성을 최적화해 공정에서 발생하는 에러를 보완할 수 있는 설계방법을 제시했다. 이를 통해 종전보다 공정 비용과 시간을 단축하고 효율성 높은 컬러필터를 제작할 수 있게 됐다. 이번 연구에 참여한 고려대학교 전기전자전파공학부 박정호 박사과정 학생은 "이번 연구는 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 TV화면 등 대면적에 적용이 가능하다"며 "기판의 종류에 구애받지 않아 차세대 나노 공정 기술에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다"고 말했다. jhpark@fnnews.com 박지현 기자
2013-03-06 14:38:09[파이낸셜뉴스] 신장이식은 말기 신부전 환자의 생존율과 삶의 질을 높이는 치료법으로 우수한 성공률을 보이지만 이식 거부가 발생할 위험도 여전히 존재한다. 이에 국내 연구팀이 신장이식 환자의 피 한 방울로 이식 거부반응을 조기진단할 수 있는 가능성을 처음 제시했다. 서울아산병원 융합의학과 김준기, 신·췌장이식외과 신성 교수팀은 최근 표면강화 라만분광법이라는 바이오마커 검출법과 인공지능 알고리즘 기반의 판별 기술을 이용해 신장이식 환자의 혈청에서 이식 거부반응을 조기진단하는 데 성공했다고 5일 밝혔다. 신장이식 거부반응은 항체 및 T세포가 이식된 신장을 공격하는 형태가 대부분이다. 지금까지는 이러한 거부반응 진단이 장기의 조직 생검을 통한 침습적인 방식으로 이뤄졌다. 이번 연구결과에 따라 향후에는 최소침습적이면서 인공지능에 기반한 고민감도 기술로 이식 거부반응을 보다 정밀하게 진단해낼 수 있을 것으로 기대된다. 통상적으로 신장이식 수술이 끝나면 거부반응 확인을 위해 환자에게 16~18게이지(직경 약 1.5㎜, 길이 9~12㎝)의 바늘로 생검을 하고 조직염색 화학분석을 시행한다. 이후 신장이식 병리 분류를 위한 고급 시스템(밴프·Banff)에 따라 등급을 매긴다. 밴프 분류는 형태 및 분자적 소견을 통합해 신장이식 생검에 대한 진단을 표준화함으로써 이식 병리의 정확한 평가를 돕는다. 하지만 검사가 침습적이므로 반복하기 힘들고 출혈과 같은 합병증 발생 위험도 높았다. 또한 환자 상태 모니터링을 위해서는 혈액을 채취하고 크레아티닌이나 혈액요소질소 등으로 신장 기능을 평가해 왔다. 이 역시 거부반응 등으로 신장 손상이 꽤 진행되고 기능이 감소한 상태에서는 고민감도의 조기진단 기술이 요구돼 왔다. 이에 연구팀은 ‘표면강화 라만분광법(SERS)’을 이용하면 낮은 농도의 분석 물질도 금속 물질의 국부적 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 모드로 감도를 높임으로써 검출이 가능한 점에 주목했다. 특히 융합의학과 김준기 교수팀이 자체 제작한 금-산화아연(Au-ZnO) 나노입자 기반의 SERS는 이미 동맥경화와 암 진단 실험에서 높은 신뢰성과 감도를 입증했다. 이 고감도 진단 결과는 여러 나노 바이오마커가 생성하는 스펙트럼 패턴을 기계학습 알고리즘으로 분석해 얻을 수 있었다. 연구팀은 신장이식 거부반응은 Banff 분류의 다양한 요소를 바탕으로 진단해야하는 질환이다. 따라서 혈청 내 다양한 바이오마커가 만들어내는 라만패턴을 인공지능 기술로 분석하면 거부반응을 보다 정밀하게 진단할 수 있다고 판단했다. 연구팀은 신장이식 환자의 거부반응 예후 분석을 통해 △이식 거부반응이 없는 군 △항체 매개성 거부반응군 △T세포 매개성 거부반응군으로 환자 샘플을 분류했다. 신장이식 후 장기 손상 및 기능 평가를 통해서는 라만신호의 판별 분석 과정에 대한 유효한 근거를 확보했고, 이를 바탕으로 신장 손상에 따른 라만신호의 진단 정확성에 대한 기여도를 판단했다. 결과적으로 SERS 및 인공지능 기반의 판별분석을 해보니, 각 거부반응에 대한 판별 정확도는 인공지능 분석 알고리즘인 선형 판별분석(PC-LDA)과 부분 최소제곱 판별분석(PC-PLS-DA)에서 각각 93.53%, 98.82%를 달성했다. 이는 라만 스펙트럼으로부터 주성분 분석(PCA)을 통해 차원 축소로 변수를 줄이고 판별분석을 수행해 얻어진 결과다. 연구팀은 이러한 인공지능 기반 분석기술을 통해 두 가지 거부반응이 혼재된 환자에 대한 모니터링 또한 가능하다는 사실도 추가로 확인할 수 있었다. 김준기 서울아산병원 융합의학과 교수는 “환자 혈액에는 여러 요인에 의한 바이오마커들이 존재하며 마커 간 비율도 다양하다"며 "이번 기술력으로 제작된 SERS 칩과 인공지능 알고리즘 분석을 통해 임상 환자 샘플에서 신장이식 거부반응을 진단할 패턴을 찾은 것은 상당히 고무적”이라고 밝혔다. camila@fnnews.com 강규민 기자
2024-08-05 09:15:48【파이낸셜뉴스 인천=한갑수 기자】 일회용 종이컵에서 면역세포의 염증을 일으키는 미세 플라스틱이 발견됐다. 인하대학교는 일회용 종이컵에서 미세 플라스틱을 발견하고 인체에 미치는 영향을 규명했다고 12일 밝혔다. 인하대 바이오시스템융합학과 조건호 박사과정 학생(지도교수·기계공학과 김선민, 생명공학과 전태준)과 김기동, 진위현 석박사통합과정 학생(지도교수·생명과학과 손세진)은 폴리에틸렌(PE)으로 코팅된 일회용 종이컵에서 머리카락 굵기의 약 10만분의 1에 해당하는 나노미터(10억분의 1미터)보다 작은 플라스틱 입자를 발견했다. 발견된 작은 플라스틱 입자가 면역세포의 염증 반응을 유발할 수 있다는 점도 확인했다. 지금까지 밝혀진 미세 플라스틱의 크기는 수십 나노미터부터 마이크로미터(100만분의 1미터)까지 다양한 크기로 알려져 있다. 다양한 크기의 미세 플라스틱은 전자현미경, 나노 입자 추적 분석기(NTA), 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 등의 분석기기를 통해 검출됐다. 그러나 기존 기술과 장비는 나노미터 이하 크기의 물질을 찾아낼 수 없다는 한계가 있다. 이번 연구에서 나노포어 센싱 방법으로 나노미터 이하의 미세 플라스틱을 찾아냈다. 나노포어 센싱은 나노포어(pore·구멍)가 있는 단백질(알파-헤몰라이신)에 통과시키면서 실시간으로 피코 단위 전류(1조분의 1암페어)의 변화를 측정하는 방법이다. 연구팀은 개발한 기술을 통해 일상적으로 사용하는 폴리에틸렌 코팅 종이컵에 뜨거운 물을 가득 채우면 1.3해(垓) 개의 나노미터 이하의 미세 플라스틱이 종이컵에서 용출되는 것을 확인했다. 나노미터 이하의 미세 플라스틱도 마이크로, 나노미터의 미세 플라스틱과 같이 면역세포의 염증을 일으킨다는 사실도 규명했다. 염증을 유발하는 정도는 같은 질량의 나노미터 크기의 미세 플라스틱과 비교했을 때 약 88%로 밝혀졌다. 입자가 작을수록 인체에 쉽게 흡수되기 때문에 마이크로, 나노 미세 플라스틱 못지않게 인체에 유해할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다. 이 같은 내용이 담긴 논문은 ‘폴리에틸렌 코팅 종이컵에서 나노미터 이하의 플라스틱 나노포어 검출 및 그들의 염증 반응 분석’이라는 제목으로 연구 성과를 인정받아 환경 분야 국제 저명 학술지인 케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF: 15.1)에 최근 온라인 게재됐다. 조건호 인하대 바이오시스템융합학과 박사과정 학생은 “지도교수님과 함께한 학생들의 도움을 받아 좋은 성과를 낼 수 있었다. 환경 문제로 떠오르고 있는 미세 플라스틱의 심각성을 알리고 관련 문제 해결에 기여하고자 한다”고 말했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 기초연구실(BRL), 중견연구 지원사업 및 환경부의 환경기술개발사업의 지원으로 이뤄졌다. kapsoo@fnnews.com 한갑수 기자
2024-07-12 10:08:59[파이낸셜뉴스] 세계 각국의 한인 과학기술인 2000여명이 서울 강남에 모인다. 세계 각국의 한인 과학기술인과 국내 과학기술인과의 네트워크를 구축하고, 연구 성과를 공유하는 자리다. 과학기술정보통신부가 주최하고 한국과학기술단체총연합회와 재외한인과학기술자협회가 주관하는 '제2회 세계 한인 과학기술인대회'가 오는 9일부터 11일까지 3일간 열린다. 특히 미국과학진흥회(AAAS) 윌리 E. 메이 회장과 국제우주대학(ISU) 니콜라스 피터 총장이 기조강연에 나설 예정이다. 8일 과총에 따르면, 지난해에 이어 올해 2회째를 맞이한 한과대는 '지속가능한 미래, 과학기술의 도전과 역할'이라는 주제로 한국과학기술회관에서 진행한다. 첫날 차세대 리더스 포럼을 시작으로, 개회식 및 대한민국 최고과학기술인상 시상, 기조·특별강연, 우수논문상 시상, 학술분과, 정책분과, 협력분과, 미래세대와의 대화, 한인 석학과의 대화 등 다양한 부대행사가 열린다. 10일 기조강연은 윌리 E. 메이 회장이 '우리의 변화하는 기후: 사람과 지구에 이로운 새로운 기술의 필요성'을, 11일에는 니콜라스 피터 총장이 '우주 분야에서의 인적 자원의 중요성'를 주제로 기조강연에 나선다. 또 특별강연에는 세계 최초로 게르마늄을 활용한 호환 단파 적외선 카메라 센서를 개발하고 출시한 스트라티오 이제형 대표가 9일에, 플라즈몬 공명 에너지 전달 현상을 최초로 발견한 하버드 의대 이평세 교수가 11일에 진행하는 등 세계를 빛내고 있는 과학기술인들이 대거 강연에 나선다. 이와함께 행사기간 동안 총 15개의 분과별 프로그램 운영과 함께 미래세대와의 대화, 한인 석학과의 대화를 갖는다. 특히, 올해는 '제1회 테헤란벨리 과학축제'와 연계해 국내외 과학기술인과 일반 대중이 함께 소통하는 축제의 장으로 준비했다. 과학축제는 대중에게 과학에 대한 접근성과 인식을 제고하기 위해 과총과 강남구가 공동주최 했으며, 8일부터 11일까지 4일간 한국과학기술회관과 강남스퀘어에서 진행될 예정이다. 이태식 과총 회장은 "전 세계 한인 과학기술인들의 최대 교류의 장을 통해 우리나라 과학기술의 글로벌 위상을 높일 뿐만아니라, 과학기술 발전을 위한 아젠다를 논의하고 인적 네트워크의 장이 될 것"이라고 말했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2024-07-08 14:59:15기후변화와 러시아-우크라이나 전쟁 등으로 인한 식량위기가 심각해지고 있는 가운데 국내 농업 환경도 녹록지 않다. 농업 종사자의 고령화와 인구 감소, 전국 논밭 경지면적도 매년 감소 추세다. 국내 연구진들은 이같은 문제를 극복하기 위한 과학기술 개발이 한창이다. 그중 식물의 병충해를 초기에 예방할 수 있는 센서와 공기중 질소를 물에 녹여 액체형 비료를 만들어내는 플라즈마 기술이 있다. 이러한 기술들이 농가 현장에 활용된다면 병충해로 인한 농가 피해를 최소화 할 수 있다. 또한 비료를 별도로 구매하지 않고 농작물에 수분을 공급할때 함께 영양분까지 공급해줘 비용감소는 물론 노동시간까지 줄일 수 있다. ■언제 어디서든 식물 상태 확인 서울대 농업생명과학대학 바이오소재공학 전공 곽선영 교수와 사범대학 화학교육과 정대홍 교수팀은 식물이 느끼는 다양한 스트레스 신호를 즉석에서 알아내는 기술을 개발했다. 이 신호를 측정해 벌레가 식물을 갉아먹고 있는지, 곰팡이균에 감염됐는지를 알아낼 수 있다. 곽선영 교수는 16일 "식물 스트레스의 실시간 모니터링이 가능한 플라즈몬 나노센서 플랫폼을 사용해 적시에 질병 관리를 할 수 있을 것"이라며 "작물 생산성 향상과 더불어 방제제 남용을 줄임으로써 지속가능한 농업에 기여할 수 있을 것"이라고 말했다. 동물이나 인간은 공격을 받거나 아플 경우 소리나 움직임으로 표현을 하지만 식물은 그렇지 못하다. 때문에 잎이 병들거나 하는 형태가 나타나기 전에 질병을 확인하기 어려워 농장이나 식물 자원의 피해가 매우 크다. 하지만 식물들도 공격을 받거나 아프면 독특한 물질을 내뿜어 신호를 보낸다. 연구진은 약 300㎚(나노미터) 크기로 식물이 분비하는 물질을 검출해 낼 수 있는 은나노센서를 만들었다. 이 센서를 물냉이와 밀, 보리의 잎이 숨쉬고 수분을 내뿜는 작은 기공에 넣은 뒤 상태를 모니터링했다. 식물이 벌레에게 공격받아 상처를 입거나 곰팡이에 감염되면 살리실산과 세포외 아데노신, 파이토알렉신 및 글루타티온 등의 식물 스트레스 신호물질을 발산했다. 연구진은 이 연구결과를 바탕으로 은나노센서를 누구나 농작물에 주입할 수 있도록 방법을 개선하고 있다. 또한 이 센서를 언제 어디서든 측정하도록 휴대용으로 개발중이다. ■공기중 넘쳐나는 질소를 비료 활용 한국핵융합에너지연구원 플라즈마기술연구소 송종석 박사팀은 플라즈마 장치를 이용해 저탄소 비료 생산 기술을 개발했다. 농작물이 성장하기 위해서는 자연에서 쉽게 구할 수 있는 질소비료와 화학적으로 생산해 내는 질소비료가 있다. 두 종류 모두 다른 생산활동을 통해서 구할 수 있는 비료다. 하지만 플라즈마를 이용하는 작은 규모의 장치를 이용하면 대기 중에 풍부한 질소와 산소를 활성·액화시켜 질산태질소 성분이 다량 함유된 액체형 비료를 현장에서 손쉽게 만들어 낼 수 있다. 송종석 박사는 "시판 양액을 충전해 공급하는 기존 기술과 달리 현장에서 공기와 물, 전기만 있으면 질소질비료를 빠르게 생산해 공급할 수 있다"고 말했다. 연구진은 이 플라즈마 생성 장치로 새싹 인삼과 보리, 고추냉이를 대상으로 실험했다. 그결과 수분을 공급하면서 질소질 비료까지 농작물 생장에 필요한 모든 영양분을 한번에 공급해 농가 일손을 줄일 수 있었다. 연구진은 현재 농작물에 따른 영양분 공급양을 고려해 맞춤형 플라즈마 장치와 장치매뉴얼을 개선하고 있다. 또한 플라즈마를 통해 생성된 질소성분 뿐만아니라 기타 양분을 친환경적으로 공급할 수 있도록 보완중에 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2023-01-16 18:18:55【파이낸셜뉴스 광주=황태종 기자】국내 연구진이 색 변화를 통해 바이러스 감염 여부를 빠르게 감지하고 색도 분석을 통해 감염 단계 예측이 가능한 바이오센서 플랫폼을 개발했다. PCR(유전자 증폭) 검사의 복잡성과 신속 진단 키트의 낮은 정확도를 보완할 수 있는 차세대 바이러스 감지 및 분석 플랫폼으로 기대된다. 지스트(광주과학기술원)는 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수와 서울대 김대형 교수 공동 연구팀이 신속하고 정확하게 바이러스를 관찰 및 분석할 수 있는 '바이오 컬러센서 플랫폼'을 개발했다고 7일 밝혔다. '바이오 컬러센서 플랫폼'은 환자의 감염 정도를 현미경 이미지의 색상 분석을 통해 농도별로 파악이 가능해 의료진이 더욱 정확한 감염상태를 파악할 수 있다. 또 단순한 구조여서 키트 형태로 제작이 가능하고 색상 변화를 직관적으로 판별할 수 있어 일반 사용자들도 감염여부를 쉽게 확인할 수 있다. 연구팀에 따르면 유전자 증폭 및 표지(Labeling) 부착 과정이 없는 기존 신속 바이러스 감지 방식들은 바이러스가 부착됐을 때 전기화학적 신호의 변화로 바이러스를 감지하지만 복잡한 전극 구조와 별도의 분석 장비가 필요하다는 단점이 있다. 또 비교적 직관적인 방식인 플라즈모닉(Plasmonics) 효과와 같은 광학적 방식들은 복잡한 나노 구조를 가져 제작이 어렵고, 광학적 변화가 미세해 정확한 감지를 위한 별도의 광학 분석 장비를 필요로 한다. 플라즈모닉은 플라즈몬(plasmon)이란 금속 내의 자유전자가 집단적으로 진동하는 유사 입자를 말하며, 국소적으로 매우 증가된 전기장을 발생시켜 강한 공진을 유발하는 구조를 말한다. 이에 따라 최근 제작 방법과 복잡성을 극복하기 위해 단순한 필름형태의 광학 구조로 개발돼 왔으나, 대부분 높은 굴절률의 재료를 사용해 구현됐기 때문에 낮은 굴절률을 갖는 바이러스와 같은 바이오 입자들을 감지하기 어려웠다. 지스트와 서울대 연구팀이 이번에 개발한 바이러스 감지를 위한 'Gires-Tournois 공진 구조'는 낮은 굴절률 층과 금속 반사 층 사이에 다공성 복소 굴절률 층을 삽입해 자유롭게 광학 특성을 변조했고, 결과적으로 낮은 굴절률 층에서 느린 빛 효과(Slow light effect)를 갖는 단일 흡수를 구현했다. 이를 통해 항체 고정을 위한 간단한 표면 처리를 통해 항원-항체 반응으로 유전자 증폭 및 표지 부착 없이 직관적으로 매우 낮은 농도(100 pg/ml)의 바이러스를 감지했다. 또 현미경 스캐닝을 통한 색도 분석으로 감지 영역 내에서 바이러스 입자의 분포 및 밀도 도출에도 성공해 정량적 분석이 가능한 바이오센서 플랫폼을 구현했다. 지스트 송영민 교수는 "이번 연구는 바이러스를 색상변화로 관찰할 수 있도록 한 첫 사례로, 의료진은 현미경 관찰 및 색도 분석을 통해 바이러스의 정확한 농도를 매우 빠르게 알아낼 수 있어 다양한 바이러스 및 유해인자를 동시에 검출하는 것도 가능하다"면서 "머지않아 일반인이 육안으로 바이러스를 식별할 수 있도록 할 것"이라고 말했다. 한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노 및 소재 기술개발사업, 미래소재디스커버리사업, 기초연구실사업, 학문 후속세대지원사업, 세종과학펠로우십, 지스트 GRI사업 및 기초과학연구원의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 어드밴스드 머트리얼즈(Advanced Materials, IF: 30.849)에 지난 3월 26일 온라인 게재됐다. hwangtae@fnnews.com 황태종 기자
2022-04-07 09:47:22【파이낸셜뉴스 수원=장충식 기자】 경기도는 최첨단 바이오 소재물질 연구장비 9종을 순차적으로 도입해 도내 바이오 벤처기업과 중소기업들의 바이오소재 개발을 적극적으로 지원하는 ‘바이오 소재물질 연구장비 고도화 사업’은 진행한다고 10일 밝혔다. 이를 통해 경기도는 경기도경제과학진흥원 바이오센터를 첨단 연구장비 지원의 핵심 거점으로 조성한다. 도내 바이오기업이 요구하는 수준으로 연구개발(R&D) 지원역량을 강화해 바이오분야 혁신소재를 발굴하고, 수출입 규제로 국산화가 필요한 소재 개발을 지원하는 첨단 연구개발 장비를 구축하는 플랫폼 사업이다. 2020년부터 2022년까지 3년간 도 예산(30억원)과 바이오센터 자체수입금을 투입해 기업이 요구하는 최신 연구개발 기술수준에 적용 가능한 9종의 첨단장비를 순차적으로 구축, 도내 바이오 벤처기업과 중소기업들에게 큰 도움이 된다는 평을 받고 있다. 2020년에 도입된 △동결건조기(Freeze dryer.대용량 30kg) △다기능플레이트리더기(multi-label plate reader) △레이저보조탈착이온화 질량분석기(MALDI-TOF)는 지난해부터 본격적으로 연구개발에 사용돼 12월까지 69개사 2900건의 지원 실적을 기록했다. 도내 한 기업의 경우 레이저보조탈착이온화 질량분석기를 활용한 희귀질환 단백질의약품 특성분석 지원을 통해 신약 후보물질의 임상 2상 시험에 진입했다. 또 다른 기업은 대용량 동결건조기를 프로바이오틱스와 아토피 제제 2종의 제품 개발에 활용하는 등 우수 지원 성과가 지속적으로 창출되고 있다. 2021년에 도입된 △핵자기공명분광기(500MHz-NMR) △초고속유세포자동분석분리기(FACS) △중압크로마토그래피(MPLC) 등 3종의 연구 장비는 바이오신약·합성신약 분석 및 세포주 개발에 필요한 핵심 장비들로, 시험 가동을 거쳐 올해부터 본격적으로 바이오의약품 개발 지원분야와 제약·바이오 기업의 소재개발 연구분야에서 사용될 예정이다. 이와 함께 도는 올해 △표면플라즈몬 공명분광기(SPR) △동물용 컴퓨터단층촬영기(Micro-CT) △액체크로마토그래피 질량분석기(LC-MS/MS)를 추가 도입할 계획이다. 안치권 경기도 과학기술과장은 “확대 구축된 첨단 연구장비들은 도내 바이오 기업들에 대한 연구지원 기능과 기업의 기술 경쟁력 강화에 큰 도움이 되고 있다”며 “국내 바이오클러스터의 핵심 거점인 광교테크노벨리를 중심으로 지속적인 첨단 인프라 구축과 지원역량 강화로 도내 바이오헬스 기업에 대한 연구개발(R&D) 지원을 확대하겠다”라고 말했다. 연구장비 인프라 활용 및 기업지원에 대한 보다 자세한 사항은 경과원 바이오센터 인프라지원팀으로 문의하면 안내받을 수 있다. jjang@fnnews.com 장충식 기자
2022-01-10 11:04:48[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 극소량의 혈액만으로도 급성심근경색증을 2시간내에 진단할 수 있는 칩을 개발했다. 이 칩은 급성심근경색은 물론 난치성 암과 치매 등의 조기진단도 가능하다고 설명했다. 한국재료연구원(KIMS) 나노바이오융합연구실 박성규 박사팀은 다양한 생체지표를 분석할 수 있는 3차원 나노바이오센서 칩을 개발했다고 밝혔다. 연구진이 개발한 '나노바이오센서 칩 기술'은 기존의 심근경색 진단 방법의 하나인 효소면역분석법보다도 30배가량 높은 민감도로 찾아낼 수 있다. 즉 소량의 혈액(5㎕) 내에 존재하는 극미량(검출민감도 2.02pg/㎖)의 심근경색 생체지표를 찾아낸 것이다. 이는 어레이 칩 상에 수십 개의 작은 우물구조를 형성시켜 한 번의 검출로 수십 개의 진단이 가능한 바이오 칩을 개발한 것이다. 이는 다양한 질환을 조기진단이 가능한 플랫폼 기술이다. 3차원 나노바이오센서 칩은 지름 1만분의 4㎜(지름 40나노미터·㎚) 및 길이 100분의 1㎜(10마이크로미터·㎛)인 금 나노선을 층층이 쌓아 만들었다. 연구진은 이보다 앞서 은나노선을 이용한 센서 칩을 제조한 바 있다. 은 대신 금나노선으로 바꾼 이유는 몸 속에 들어가더라도 거부반응 등이 없도록 하기 위해서다. 3차원 플라즈모닉 나노선 적층 기술은 한국과 미국의 특허 등록을 완료했다. 이를 통해 금 나노입자를 3차원 나노선 구조상에 진공 증착함으로써 플라즈몬 공명현상을 극대화할 수 있는 광기능성 나노 구조를 개발할 수 있었다. 뿐만 아니라 연구팀은 하나의 칩을 이용해 수십 개의 생체지표, 즉 바이오마커를 동시 분석할 수 있는 3차원 마이크로 어레이 칩도 함께 개발했다. 박성규 박사는 "이번 연구를 통해 급성심근경색과 패혈증 등 치료의 시급성을 요하는 질병의 신속 진단이 가능해져, 이를 통해 기존의 사망률과 의료비용을 획기적으로 감소시키는 게 가능하다."며, "향후 국내 체외진단기기업체의 기술 경쟁력 제고는 물론 세계시장 진출에 보탬이 될 것으로 기대된다"고 말했다. 이번 연구결과는 세계적 출판사인 독일 와일리(Wiley)의 '어드밴스트 나노바이오메드 리서치(Advanced NanoBioMed Research)' 창간호 표지논문에 선정됐다. 한편 연구진은 3차원 바이오센서 칩을 통한 초고감도 패혈증 조기진단 센서를 개발해 2020년 국가연구개발 우수성과에 선정된 바 있다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2021-02-06 16:31:55[파이낸셜뉴스] 빛이 금속 표면에 닿는 순간 구멍이 만들어졌다가 금새 사라진다. 국내 연구진이 이 플라즈모닉 핫홀의 생성에서 소멸까지의 모든 과정을 세계 최초로 실시간 관측에 성공했다. 한국기초과학지원연구원(KBSI) 소재분석연구부 이문상 박사 연구팀과 한국과학기술원(KAIST) 화학과 박정영 교수 연구팀은 나노미터(10억분의 1m)·펨토초(1000조분의 1초) 수준에서 일어나는 빛과 금속 표면의 반응을 실시간으로 관찰하고 전기적 흐름을 분석하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이문상 박사는 "이번 연구성과가 차세대 인공광합성 소자, 초고효율 광촉매 개발, 에너지 저장 소자 개발, 초고감도 바이오 광센서 개발 등 다양한 분야의 연구개발에서 활용될 것으로 기대한다"고 말했다. 연구진은 플라즈모닉 핫홀을 관찰하기 위해 금속-반도체 접합 나노다이오드를 만들고 빛에 의한 표면변화를 분석했다. 그 결과, 빛에 의해 금속 표면의 전자들이 집단으로 진동하는 '국소 표면 플라즈몬 공명' 현상에 의한 플라즈모닉 핫홀을 실시간 관찰했다. 이 구멍의 수명은 수 펨토초 정도로 매우 짧아 검출 자체가 불가능에 가깝다. 특히 실시간으로 그 모습을 관찰하는 것은 대표적 분석난제로 꼽혔다. 지금까지 세계적으로도 극소수의 연구팀만이 간접적인 방법으로 핫홀의 발생양상을 유추하는 정도의 연구방법만이 알려져 있었다. 이처럼 분석 상의 난제로 인해 화학반응을 촉진한다는 핫홀의 기능이 이미 알려져 있었음에도 실제 소자 개발에 활용하지는 못했다. 연구진은 이번 핫홀의 실시간 분석 성공 뿐만아니라 향후 광센서를 비롯한 다양한 차세대 소자 개발의 가능성을 보여준 것이라고 설명했다. 또한, 계산 시뮬레이션을 활용해 시료 표면의 빛 분포로부터 핫홀의 발생 양상을 유추하는 방법을 고안해 실제 실험으로 밝혀냈다. 연구진은 핫홀의 양상을 관찰하기 위해 금과 p형 질화갈륨으로 만든 나노다이오드를 만들어 광전도 원자간력 현미경으로 이를 분석했다. 이 현미경은 나노미터 크기의 탐침을 이용해 시료 표면을 훑어가며 각 부분의 전기적 신호를 검출해 이미지화해주는 첨단 분석연구장비이다. 박정영 교수는 "나노다이오드에서 생성되는 플라즈모닉 핫홀의 발생양상에 대한 정확한 규명은 금속표면에서 일어나는 에너지 전달·손실과정에 대한 이해를 도와 촉매전자학 분야와 에너지공학 분야에 큰 도움이 될 것"이라고 밝혔다. 이번 연구성과는 세계적 재료분야 국제학술지인 '어드밴스드 사이언스'에 22일 내지삽화와 논문이 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자
2020-10-26 09:22:05