성균관대 김동환 교수, '수직 구조 DNA 나노패턴' 개발

고밀도 다중 수용체 표면 구현

선택적 분자 인식 기술 확보

차세대 정밀 분석 기술 응용 기대

성균관대 권현준 석사과정생(왼쪽 첫 번째), 김동환 교수(왼쪽 두 번째), 신지훈 연구교수. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]전수현 인턴 기자 = 성균관대 화학공학부 김동환 교수 연구팀이 오스트리아 린츠요하네스케플러대(Johannes Kepler University Linz)와의 국제 공동연구를 통해 수직 구조 DNA 나노패턴 배열 기술을 개발했다.

본 연구는 세계적인 나노과학 학술지 '에이씨에스 나노(ACS Nano(IF 15.8)'의 2025년 표지논문(Front Cover Article)으로 선정됐다.

이번 연구는 DNA 타일 기반 나노구조의 자가조립(self-assembly) 특성을 활용해 거대 면적에서 균일하고 고밀도의 다중 수용체(receptor) 표면을 구현한 것이 핵심 성과다.

고밀도 다중 수용체의 대면적화를 위한 수직 구조 DNA 나노배열의 단계적 성장 공정 개략도. (사진=성균관대 제공) *재판매 및 DB 금지

특히 연구팀은 저온 열처리를 포함한 단계적 성장 공정(stepwise growth)을 도입해 수직 DNA 구조의 배열 밀도와 간격을 정밀하게 조절하고 최대 98% 이상의 표면 피복률을 실현했다.

또한 수직으로 잘 배열된 구조 위에 특정 분자만 선택적으로 인식하고 신호를 발산하는 압타머(특정 분자를 잘 붙잡는 작은 인공 DNA 분자)를 고정해 원하는 분자의 선택적 검출과 형광 신호 발현을 실험적으로 입증했다.

이를 통해 개발된 플랫폼은 다양한 정량 분석 기술에 적용 가능한 고정밀 다중 수용체 표면 기술로서의 가능성을 제시했다.

성균관대 관계자는 "이번 연구는 DNA 나노기술 기반의 대면적 기능성 표면 제조 기술의 실용화 가능성을 실질적으로 입증한 결과"라고 말했다.

한편 본 연구는 한국연구재단(NRF), 정보통신기획평가원(IITP), 산업통상자원부, 오스트리아 과학재단(FWF)의 지원을 받아 수행됐다.


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