서울시립대·성균관대·포항공대 공동연구팀, 세포 모니터링 기술 개발

메타표면 칩 기반 초분광 이미징·바이오센서 기술 개발

(왼쪽부터) 서울시립대 최인희 교수, 서울시립대 한승연 학생, 성균관대 김인기 교수, 성균관대·하버드 의대 루크 리 교수, 포항공대 노준석 교수 *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]김효경 인턴 기자 = 서울시립대학교가 ▲최인희 생명과학과 교수 연구팀 ▲김인기·루크 리 성균관대 양자생명물리과학원 교수 연구팀 ▲노준석 포항공대 교수 연구팀이 공동 연구를 통해 메타표면 칩을 통해 실시간으로 세포를 모니터링할 수 있는 '초분광 이미징' 기술 개발에 참여했다고 14일 밝혔다.

'초분광 이미징' 기술은 현미경을 통해 사물의 형상과 분광 신호를 동시에 분석하는 기술로, 질병의 조기 진단과 치료제 개발을 가능하게 하는 핵심 기술이다.

본 연구에서는 플라즈몬 공명 에너지 전달 현상(Plasmonic resonance energy transfer, PRET)을 통해 표적화학물질의 분자 지문을 비표지 방식으로 검출할 수 있는 기술을 개발했다.

연구진은 머리카락 굵기 1000분의 1에 불과한 초박형 평면 광학 소자인 메타표면을 활용해 초분광 이미징과 멀티플렉싱 센서 기술을 개발했다고 전했다. 메타표면 칩은 빛의 산란 특성을 자유자재로 조절할 수 있고, 이를 이용해 가시광선 영역에서 원하는 파장의 빛 만을 산란시키는 광소자를 구현했다. 연구팀은 동·식물세포의 신진대사에 중요한 역할을 하는 시토크롬과 클로로필 같은 서로 다른 종류의 분자들을 메타표면 칩을 통해 한 번에 검출할 수 있음을 확인했다고 밝혔다.

메타표면 칩 기반 초분광 이미징 및 센서 기술 모식도(사진=서울시립대 제공) *재판매 및 DB 금지

연구팀은 "메타표면 칩을 통해 살아있는 세포에서 분비되는 활성산소를 실시간으로 검출할 수 있는 기술은 향후 약물 스크리닝 플랫폼으로 적용될 수 있을 것"이라며 "이번 연구를 통해 구현된 메타표면 칩 기반 초분광 이미징 및 센서 기술은 세포 내의 다양한 화학물질을 검출할 수 있을 뿐만 아니라 세포 간 커뮤니케이션에 사용되는 세포 분비물을 실시간으로 모니터링할 수 있을 것으로 보인다"고 기대감을 전했다.

본 연구 결과는 국제학술지인 Advanced Materials(IF = 32.086)에 지난 10일 정식 출판, 연구의 우수성을 입증 받아 해당 호 표지논문으로 선정됐다.


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