-
호흡 분석해 질병 진단한다!
- 나노섬유 형상 120ppb급 당뇨병 진단센서 개발 -- 음주 측정하듯 후~ 불면 질병 진단할 수 있어 -
우리 학교 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 인간이 호흡하면서 배출하는 아세톤 가스를 분석해 당뇨병 여부를 파악할 수 있는 날숨진단센서를 개발했다.
연구 결과는 신소재 응용분야 세계적 학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 5월 20일자 표지논문으로 게재됐다.
인간이 숨을 쉬면서 내뿜는 아세톤, 톨루엔, 일산화질소 및 암모니아와 같은 휘발성 유기화합물 가스는 각각 당뇨병, 폐암, 천식 및 신장병의 생체표식인자(바이오마커)로 알려져 있다.
당뇨병의 경우 일반적으로 정상인은 900ppb(parts per billion), 당뇨환자는 1800ppb의 아세톤 가스를 날숨으로 내뿜는다. 따라서 날숨 속 아세톤 가스의 농도 차이를 정밀하게 분석하면 당뇨병을 조기에 진단할 수 있고 발병 후 관리를 쉽게 할 수 있다.
연구팀은 얇은 껍질이 겹겹이 둘러싸인 다공성 산화주석(SnO2) 센서소재에 백금 나노입자 촉매가 균일하게 도포된 1차원 나노섬유를 대량 제조하는 기술을 개발했다. 이 소재의 표면에 아세톤 가스가 흡착될 때 전기저항 값이 변화하는 120ppb급 아세톤 농도 검출용 센서에 적용해 날숨진단센서를 개발했다. 개발한 나노섬유 센서는 1000ppb급 아세톤 농도에서 소재의 저항 값이 최대 6배 증가해 당뇨병을 진단할 수 있음이 입증됐다.
이와 함께 7.6초의 매우 빠른 아세톤 센서 반응속도를 나타내 실시간 모니터링이 가능해져 상용화에 대한 기대를 높였으며, 전기방사 기술로 제조해 나노섬유형상을 쉽게 빠르게 대량생산할 수 있는 게 큰 장점이다.
연구팀이 개발한 날숨진단센서는 사람의 호흡가스 속에 포함된 다양한 휘발성 유기화합물의 농도를 정밀하게 분석할 수 있다. 따라서 당뇨병은 물론 향후 폐암, 신장병 등의 질병을 조기에 진단하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
김일두 교수는 이번 연구에 대해 “ppb급 농도의 날숨 휘발성 유기화합물 가스를 실시간으로 정밀하게 진단하는 나노섬유 센서를 당뇨병 또는 폐암 진단용 감지소재로 이용하면 다양한 질병을 조기에 검출하고 관리하는 일이 가능해질 것”이라고 말했다.
김 교수는 향후 다양한 촉매와 금속산화물 나노섬유의 조합을 통해 많은 종류의 날숨가스를 동시에 정확하게 진단하는 센서 어레이(array)를 개발해 상용화를 앞당길 계획이다.
미래창조과학부 글로벌프린티어사업 스마트 IT 융합시스템 연구단의 지원을 받은 이번 연구는 KAIST 신소재공학과 신정우 학부생(2월 졸업), 최선진 박사과정 학생, 박종욱 교수, 고려대학교 신소재공학과 이종흔 교수가 참여했다.
그림1. 날숨진단센서 어레이(우측)와 날숨진단센서 크기 비교(좌측 상단)
그림2. 나노섬유 센서들이 어레이로 구성된 당뇨진단 센서 이미지
그림3. 날숨 가스들을 분석하는 질병진단 분석기의 소형화 및 실시간 분석
그림4. 주석산화물 나노섬유를 이용한 당뇨진단 센서 이미지
2013.05.30
조회수 18676
-
깨지지 않는 스마트폰 화면 나온다!
- 유리섬유직물 적용한 고강도 플라스틱 디스플레이 기판 개발 -
- “기존 유리 기판 대체 가능해 일대 혁신 가져올 것” -
깨지지 않는 핸드폰 화면을 구현하고, 대화면 TV의 무거운 유리 기판 대신 가벼운 플라스틱 필름을 사용할 수 있는 길이 열렸다.
KAIST IT융합연구소 윤춘섭 교수(물리학과) 연구팀이 깨지기 쉬운 디스플레이 유리 기판을 대체할 수 있는 고강도 플라스틱 기판 원천기술을 개발했다.
윤 교수팀이 유리섬유직물을 무색투명 폴리이미드 필름에 함침시켜 만든 플라스틱 기판은 고내열, 고투명, 고유연, 고내화학, 고인장강도 특성을 갖고 있다. 소재는 플라스틱 필름의 장점인 유연성을 갖고 있으면서도 인장강도는 일반 유리보다 세 배 크고 강화유리와 비슷하다. 또 유리처럼 무색투명하고, 450℃까지 내열성을 가지며, 열팽창률은 기존 플라스틱 열팽창률의 10∼20%에 불과하다.
유리 기판은 표면이 매끄러울 뿐만 아니라 디스플레이 기판의 조건인 고내열, 고투명, 고내화학, 고인장강도 특성을 모두 가지고 있어 지금까지 핸드폰 화면, TV, 컴퓨터 모니터 등 거의 모든 디스플레이에 사용돼 왔다. 그러나 유리 기판은 무겁고 깨지기 쉬운 단점이 있어 최근 유리 기판을 대체할 목적으로 열적, 화학적 안정성이 우수한 플라스틱 재질의 무색투명 폴리이미드 필름이 활발하게 연구되고 있다.
그러나 무색투명 폴리이미드 필름은 내열성 및 기계적 강도가 충분하지 못하기 때문에 이를 보강하기 위해 유리섬유직물을 폴리이미드 필름에 함침시키면 필름의 표면 거칠기 및 광 투과도 조건이 악화되는 문제가 발생해 실용화되지 못하고 있다. 이는 유리섬유직물을 폴리이미드 전구체 용액에 함침시킬 때 용매가 증발하며 0.4µm(마이크로미터) 내외의 표면 거칠기가 발생하고, 무색투명 폴리이미드 필름과 유리섬유직물의 굴절률 불일치로 인한 광 산란이 심하게 발생하기 때문이다.
윤 교수팀은 투명 폴리이미드 필름의 굴절률을 유리섬유직물의 굴절률과 소수 네 자리까지 일치시키는 방법과, 필름의 표면 거칠기를 수 nm 수준으로 평탄화 시키는 핵심기술을 개발해 이 문제를 해결했다. 그 결과 110µm 두께의 유리섬유직물 함침 무색투명 폴리이미드 필름 기판에서 11ppm/℃의 열팽창률, 0.9nm의 표면 거칠기, 250MPa의 인장강도, 2mm의 굽힘곡률반경, 90%의 광 투과도를 달성했다.
윤춘섭 교수는 “개발된 기판은 기존 디스플레이의 유리 기판을 대체할 수 있고, 플렉서블 디스플레이 기판으로도 사용할 수 있다”며 “핸드폰 화면이 깨지는 문제점을 근본적으로 해결하고, 대면적 TV의 무게 및 두께를 획기적으로 줄일 수 있으며, 디스플레이 생산에 롤투롤 공정을 적용할 수 있어 디스플레이 산업에 일대 혁신을 가져올 수 있을 것”이라고 전망했다.
한편, 2008년부터 5년간 지식경제부의 ‘모바일 플렉시블 입출력 플랫폼 개발사업’의 지원으로 개발된 이 기술은 총 3건의 특허출원을 마치고 관련기업과 기술 이전을 협의 중이다.
그림1. 유리섬유직물의 굴절률이 무색투명 폴리이미드 필름의 굴절률과 일치된 경우의 필름 투명도(좌측)와 일치되지 않는 경우(우측). 좌측의 글자는 선명하게 보이는 반면 우측의 글자는 뿌옇게 보인다.
그림2. 개발한 유리직물섬유 사진
2013.05.14
조회수 15765
-
윤태성 칼럼 평범한 벤처를 위한 경영 융합 플랫폼
윤태성 교수
우리 학교 기술경영전문대학원 윤태성 교수가
조선일보 2013년 3월 4일(월)자 칼럼을 실었다.
제목: 평범한 벤처를 위한 경영 융합 플랫폼
신문: 조선일보
저자: 윤태성 교수
일시: 2013년 3월 4일(월)
기사보기 : 평범한 벤처를 위한 경영 융합 플랫폼
2013.03.04
조회수 7401
-
‘김병호김삼열 IT 융합빌딩’ 준공
- 연면적 25,464㎡, 지하1층 ․ 지상 10층 규모 -
- IT기반 산업융합시대를 선도할 교육․ 연구 시설 구축 -
우리 대학은 최근 대전 본원에 ‘김병호•김삼열 IT융합빌딩(이하 IT 융합빌딩)’을 신축하고 19일 12시 준공식을 가질 예정이다.
지난 2011년 5월 착공해 1년 8개월간의 공사기간을 거쳐 완공된 ‘IT 융합빌딩’은 지하 1층, 지상 10층에 연면적 25,464㎡(약 7,700평) 규모로 지어진 교내 최대 규모 건물이다.
IT 융합빌딩은 IT기반 융합연구를 위해 필요한 각종 최첨단 설비가 갖춰져 있어 전기및전자공학과, 전산학과 등 정보기술관련 분야 교수 및 학생, 연구원 등의 실험실과 연구실로 사용된다.
KAIST가 이처럼 최첨단 연구시설을 갖춘 대형 ‘IT 융합빌딩’을 갖게 된 데는 김병호 서전농원 회장의 도움이 컸다. KAIST는 김병호 회장의 기부금 중 100억원을 기반으로 2009년 한국정보통신대학교(ICU)와의 통합당시 이관된 ICC 발전기금 중 255억 원의 자금을 추가로 투입해 IT 융합빌딩을 건립한 것이다.
김 회장 부부는 지난 2009년과 2011년 각각 두 차례에 걸쳐 과학기술 인재 양성에 힘써달라며 모두 350억원 규모의 부동산을 기부했는데 KAIST는 “김 회장 부부의 기부액은 개교 이래 2번째로 많은 액수”라고 설명했다.
학교측은 19일 열리는 준공식에 김병호 회장 내외 등 가족을 초청할 예정이며 서남표 총장을 포함한 100여명의 교직원이 참석해 김 회장에게 감사의 뜻을 전할 계획이다.
서남표 총장은 이날 준공식 기념사를 통해 “IT 융합빌딩 신축으로 KAIST는 과학기술과 정보통신기술(ICT)간 융합연구를 통해 우리나라 창조경제를 이끌어 나갈 기반을 갖췄다”며 “이곳에서 대한민국의 미래성장 동력을 이끌어 나갈 혁신적인 정보기술이 나오기를 기대한다”고 말했다.(끝)
2013.02.19
조회수 11274
-
명현 칼럼 멀티 융합을 통한 미래 경제 창조
명현 건설및환경공학과 교수가
아시아경제 2013년 1월 15일(화)자 칼럼을 실었다.
제목: 멀티 융합을 통한 미래 경제 창조
신문: 아시아경제
저자: 명현 건설및환경공학과 교수
일시: 2013년 1월 15일(화)
기사보기 : 멀티 융합을 통한 미래 경제 창조
2013.01.15
조회수 6891
-
‘2012 IT 융합 국제 워크숍’ 개최
- ‘증강현실’기술을 활용한 수술 사례 등 최신 IT 융합기술 소개 -
- 증강현실 전문가 나사르 뭔헨공대 교수 등 전문가 15명 참가 -
국내·외 IT 융합기술 전문가 15명이 미래 IT 융합기술의 핫 이슈를 논의하기 위해 한자리에 모인다.
우리 대학은 14일 오전 10시 대전 본원 KI빌딩 퓨전 홀(Fusion Hall) 에서 ‘2012 IT 융합 국제 워크숍’을 개최한다
전문가들은 이번 워크숍에서 가까운 미래에 인간생활에 기여할 IT 융합기술로 ▲IT 에너지▲Infrastructure ▲교육 ▲ Healthcare 분야를 선정하고 최신 연구동향에 대한 발표와 토론을 진행한다.
기조연설자로 나선 나시르 나바브(Nassir Navab) 독일 뮌헨공대 교수는 ‘IT와 의료분야의 융합과 의료분야의 시각화 및 시뮬레이션 기술의 중요성’을 주제로 강연한다. 나바브 교수는 이번 강연에서 수술 중 환자의 몸 속 영상을 실시간으로 확인해 의사에게 제공해 줌으로써 보다 정확한 수술을 가능하게 하는 증강현실(AR)기술을 의료분야에 성공적으로 접목시킨 사례를 소개한다.
이어 킨 케이 룽(Kin K. Leung) 영국 임페리얼 컬리지 런던대 교수가 ‘무선 센서 네트워크 : 프로토콜, 최적화와 응용’을 주제로 강연하며 도시오염을 모니터링 하는 무선 센서기술의 실제 적용사례를 소개한다.
IT 에너지 분야 기조연설자로 나서는 정병덕 KT상무는 ‘통신사업자 입장에서 정보통신기술(ICT)과 에너지 융합’을 주제로 강연하는데, 제주 스마트 그리드 운영과 K-MEG(Korea Micro-Energy Grid)통합운영센터(TOC) 구축 사례를 소개한다.
이 밖에 히로시 에사키(Hiroshi Esaki) 동경대 교수가 ‘IEEE 1888의 오픈 스마트 캠퍼스와 시스템 설계 및 운용’을 ▲다니엘 탄(Daniel Tan) 싱가포르 난양공대 교수가 ‘대학교육 2.0의 학습사례’를, ▲하상태 미국 프린스턴대 연구위원이 ‘시간에 따른 모바일 요금부과 기법-이론에서 실제 적용을 위한 시험 서비스까지’를 주제로 강연하는 등 총 12명의 전문가가 세션 별로 주제발표와 토론을 진행한다.
조동호 KAIST-ICC 부총장은 “이번 워크숍에서는 증강현실을 이용한 의료기술의 적용사례 등 최첨단 IT 융합기술이 소개될 것”이라며 “국내외 학•연•산 관계자들이 미래 IT융합기술의 발전방향과 사회적 파급효과를 알 수 있는 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
사전등록은 13일(목)까지 홈페이지(http://iccws.kaist.ac.kr)에서 진행하며 당일 현장등록도 가능하다.
한편, 이 국제워크숍은 KAIST-ICC(부총장 조동호)와 한국정보과학회가 공동주최하는데 올해로 4회째다.
2012.12.13
조회수 11907
-
조광현 칼럼 소외받기 쉬운 융합과학
조광현 교수
우리 학교 바이오및뇌공학과 조광현 교수가
서울경제 2012년 12월 6일(목)자 칼럼을 실었다.
제목: 소외받기 쉬운 융합과학
신문: 서울경제
저자: 조광현 교수
일시: 2012년 12월 6일(목)
기사보기 : 소외받기 쉬운 융합과학
2012.12.06
조회수 6813
-
문화기술대학원, ‘제2회 영리더스 포럼 2012’ 개최
- 11월 2일 KAIST 대강당에서 개최 -
- 배우 김갑수 씨 등 5명의 연사와 1개 공연팀 참여 -
- 2일 오전 9시 30분부터 Demo-Day도 함께 열어 -
기성 세대와 젊은 세대가 모여 새로운 삶의 방식을 이야기하고 세대 간의 지혜를 공유해 창조적 삶의 방식을 논하는 독특한 행사가 개최된다.
문화기술대학원은 사단법인 한국공연예술원과 함께 11월 2일 오후 4시 KAIST 대강당에서 ‘ 제2회 영 리더스 포럼(Young Leaders Forum)2012 : 중구난방’을 공동 개최한다
이번 포럼은 ‘지혜의 융합’에 관한 컨퍼런스로 지식보다는 지혜를 공유할 수 있는 세대 간 대화의 장으로 ‘할머니와 손자의 토크 베틀’형식을 갖춘 독특한 개념의 포럼이다.
총 5명의 연사와 1개의 공연 팀이 참가하는 이번 행사는 기성 세대와 젊은 세대가 각각 15분씩 ‘내가 제일 잘 나가’라는 주제로 자신의 삶의 이야기를 진솔하게 들려준다.
김갑수 극단 배우세상 대표의 ‘배우 김갑수의 삶’을 시작으로 ▲계피 인디밴드 보컬이 ‘12시엔 주무세요’를, ▲민세희 미디어 아티스트가 ‘All Is not lost’를, ▲ 이재혁 모베건축사무소장이 ‘중앙난방’을, ▲가천의대 뇌과학 연구소장 이장희 교수가 ‘성공이란 무엇인가’를 주제로 각각 강연한다.
이어 이상희 극단 코티(KOTTI) 대표가 ‘광대, 예인으로 산다는 것’을 주제로강연하며 부대행사로 극단공연도 진행한다.
이번 행사를 주관하는 KAIST 문화기술대학원 이동만 원장은 “이번 행사는 사회 각층의 저명한 연사 분들을 모시고 변화무쌍한 세상을 다양한 시각으로 조명하는 자리인 만큼 새로운 사회변화를 이끄는 작은 밑거름이 되길 바란다”고 말했다.
한편, KAIST 문화기술대학원은 행사 당일인 2일 오전 9시 30분부터 오후 4시까지 학내 및 문화기술관련 산·학·연 관계인사 및 일반인들을 초청해 올 한 해 동안 거둔 연구 성과를 공유하는 데모데이(Demo Day)행사를 개최할 예정인데 홈페이지(http://ct.kaist.ac.kr/demoday)를 통해 참가신청을 접수받고 있다.
이날 문화기술대학원 내에 마련된 3곳의 전시장에서는 ▲디지털 예술과 엔터테인먼트 ▲안락한 커뮤니케이션 ▲인터렉티브 미디어와 공간을 주제로 전시와 시연행사를 갖는다.
※ CT Demo Day 참가신청 : http://ct.kaist.ac.kr/demoday
※ 영 리더스 포럼 참가신청 : http://www.facebook.com/yleadersforum
※ 영 리더스 포럼 정보 : http://yleadersforum.org
문 의 : KAIST 문화기술대학원 042-350-2904
: 한국공연예술원 02-6015-2223
2012.10.30
조회수 10497
-
'제1회 예술과 과학의 융합미술 전시회' 개최
- 29일부터 3개월 동안 KAIST KI 빌딩 1층에서 전시 -- 기후 환경변화를 주제로 16개 설치미술 작품 전시 -
우리 대학 문화기술대학원이 29일부터 내년 1월 27일까지 3개월 동안 케이아이(KI)빌딩 1층 전시실에서 ‘제1회 예술과 과학의 융합미술 전시회(부제 : 하늘을 보다)’를 개최한다.
이번 전시회는 예술과 과학의 활발한 교류를 통해 우리사회에 대한 생각의 폭을 넓힐 수 있는 문화 활동의 장으로, 기후 환경변화에 대한 예술가들의 생각을 모은 설치미술 작품들을 전시한다.
전시된 16개 작품들은 ▲기후변화로 사라지는 풍경과 소리▲과학적 분석과 데이터를 시각화▲하루하루 일상의 기록▲예술적 상상력으로 풀어낸 대안책 등 4개 분야 소주제로 구성됐다.
국내에서는 ▲강영민 추계예술대학교 교수가 ‘토네이도’를, ▲김승영 작가가 ‘가장 푸른눈’을, ▲김영식 작가가 ‘Another Moon’을, ▲김종구 작가가 ‘돼지와 뉴스’를, ▲랜덤웍스 스튜디오에서 ‘Protei’를, ▲양쿠라 작가가 ‘바다사자 구하기’를, ▲이미지 작가가 ‘다양체 지도’를, ▲이수영 작가가‘ 일기’를, ▲조광희 작가가 ‘내 존재 티끌의 무대‘를 ▲최승준 작가가 ’Blowing a dandelion’을, ▲최태훈 작가가 ‘All-in-one-defence’를, ▲하원 작가가 ‘Breaking wave’를 각각 출품한다.
해외에서는 독일출신의 랄프샌더(Ralf Sander)가 ‘World Saving Machine’을 출품한다.
KAIST 문화기술대학원이 이와 같이 과학과 예술의 융합미술 전시회를 개최 하는이유는 미래사회가 끝임 없이 새로운 아이디어를 요구하는데 발맞춰 학생들에게 다양한 예술적 감각을 제공하기 위해서다.
이번 전시회를 총감독한 김정화 KAIST 문화기술대학원 교수는 “문화기술대학원은 다양한 문화 활동을 펼침으로써 구성원과 지역사회에 끝임 없이 새로운 아이디어를 제공하고 있다”라며 “이번 전시회가 과학과 예술에 대한 생각의 폭을 넓힐 수 있는 작은 기회가 됐으면 한다”라고 말했다.
전시회는 예약 없이 누구나 참가 가능하다.
2012.10.29
조회수 11301
-
실리콘 나노선의 불순물 특성 세계 첫 규명
장기주 교수
- “실리콘 나노선을 소재 상용화 앞당겨 획기적 반도체 집적도 향상 기대” -- 나노분야 세계적 학술지 ‘나노레터스’ 9월 17일자 게재 -
우리 학교 연구진이 미래 차세대 반도체 소자 소재로 기대를 모으고 있는 실리콘 나노선의 전기 흐름과 직결된 불순물 특성을 밝혀냈다.
우리 학교 물리학과 장기주 특훈교수팀은 산화 처리된 실리콘 나노선에서 전기를 흐르게 하기위해 첨가한 불순물 붕소(B), 인(P) 등의 움직임과 비활성화를 일으키는 메커니즘을 세계 최초로 규명했다.
현재 최첨단 기술로도 10nm(나노미터) 이하의 실리콘 기반 반도체 제작은 불가능한 것으로 알려져 있지만, 실리콘 나노선은 굵기가 수 나노미터이기 때문에 보다 획기적인 집적도를 가진 반도체를 구현할 수 있을 것으로 기대된다.
실리콘 나노선은 원래 전기가 흐르지 않는 데 반도체 소자로 적용하려면 인 또는 붕소와 같은 불순물을 소량 첨가(Doping)해 양의 전하를 띠는 정공이나 음 전하를 띠는 전자 운반 매개체를 만들어 전기가 흐를 수 있도록 해야 한다.
그러나 덩어리 형태의 기존 실리콘에 비해 나노선에서는 불순물 첨가가 어려울 뿐만 아니라 전기전도 특성을 조절하기 어려운 문제가 있었다.
장 교수 연구팀은 이번 연구를 위해 단순 모형을 이용한 기존 이론을 개선한 획기적 양자시뮬레이션 이론을 고안해 실제와 매우 가까운 코어-쉘 원자 모델을 만들었다.연구팀은 이를 통해 실리콘 코어 내부에 첨가된 붕소 불순물이 산화과정에서 코어를 싸고 있는 산화물 껍질로 쉽게 빠져나가는 원인을 세계 최초로 규명하는 데 성공했다.
이와 함께 인 불순물은 산화물로 빠져나가지 못하지만 서로 전기적으로 비활성화 된 쌍을 이루면서 정공이 생기는 효율을 감소시킨다는 사실도 밝혔다.
이러한 현상은 나노선이 필름 형태로 돼 있는 기존 실리콘에 비해 같은 부피라도 표면적이 더 넓기 때문에 더욱 심각한 문제를 일으킨다고 연구팀은 이번 연구에서 입증했다.
장기주 교수는 “이번 연구방법은 실리콘과 산화물 사이의 코어-쉘 나노선 모델을 구현하는 이론 연구의 기본 모형으로 받아질 것으로 기대된다”며 “특히, 10nm급 수준의 소자 연구에서 실리콘 채널을 산화물로 둘러 싼 3차원 FinFET 구조의 원자구조를 구현해 소자 특성을 밝히는 데 커다란 도움이 될 것이다”라고 연구의의를 밝혔다.KAIST 장기주 교수가 주도하고 김성현 박사과정 학생(제1저자)과 박지상 박사과정 학생(제 2저자)이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자사업(도약연구) 및 신기술융합형성장동력사업(나노기반정보⋅에너지) 지원으로 수행됐고, 나노과학분야 세계적 학술지인 ‘나노레터스(Nano Letters)’ 9월 17일자 온라인 판에 게재됐다.
그림설명 : 실리콘/산화물 코어-쉘 나노선의 종단면. 초기 코어에 잘 들어가 있던 붕소(녹색)이 격자 틈새에 위치한 실리콘(연파랑)에 의해 밀려남 따라 붕소가 산화물 껍질로 빠져나간다.
2012.10.22
조회수 14490
-
금 알갱이로 항암백신을 만들다
- 앙게반테 케미지 발표,“백신 위치를 추적할 수 있으면서 효능도 탁월한 나노항암백신 개발”
매우 작은 금 알갱이(금 나노입자, 지름이 10억분의 1미터)를 이용해 위치를 추적할 수 있으면서 암을 예방‧치료할 수 있는 효능도 탁월한 항암백신기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.
우리 학교 전상용 교수(42세)가 주도하고 이인현 박사(제1저자) 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 △선도연구센터 △신기술융합형성장동력 △바이오의료기술개발 사업의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 독일화학회가 발간하는 화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’지 7월호(7월 29일)에 게재되었다.
특히 이번 성과는 상위 5%이내 논문에만 수여하는 VIP(Very Important Paper)로 선정되는 영예를 얻었다. (논문명 : Imageable Antigen-Presenting Gold Nanoparticle Vaccines for Effective Cancer Immunotherapy In Vivo)
암은 현대의학이 정복하지 못한 대표적인 난치성 질환 중 하나이다. 전 세계적으로 연간 3천만 명의 암 환자가 발생하고 있고, 특히 우리나라에서는 매년 사망원인 1위를 차지하고 있다.
암을 효과적으로 치료하기 위해서 부작용(정상세포까지 죽이는 세포독성)을 최소화하면서도 효과를 극대화할 수 있는 면역치료법(백신)이 전 세계적으로 각광받고 있다. 지금까지 백신은 독감에서부터 난치성 질환인 백혈병에 이르기까지 인류의 다양한 질병을 예방‧치료하는데 활용되어왔다.
그러나 기존 대부분의 항암백신은 몸 밖에서 환자의 암 조직 파편 등으로 사람의 면역세포를 활성화한 후, 다시 그 면역세포를 몸속에 넣어 항암 면역반응을 유도함으로써 암을 치료하는 기술이다. 이렇게 하면 여러 단계의 백신 제조과정을 거치게 되고, 치료비도 비싼 것이 단점이다. 또한 몸속에 주입한 백신이 원하는 곳에 얼마나 도달했는지 추적할 수 없어, 치료효과를 예측하고 가늠할 수 없었다.
전상용 교수 연구팀은 기존 항암백신과는 달리 일반적인 근육주사로 면역세포들이 많이 모여 있는 국소 림프절을 통해 금 나노입자 백신을 효과적으로 전달하여, 항체를 생산하고 항암 면역반응을 유도함으로써 암을 예방‧치료하는데 이용할 수 있는 핵심원천기술을 개발하였다.
또한 병원에서 진단용으로 많이 사용하는 엑스레이 등의 영상기기를 이용해 주입한 금 나노입자 백신을 추적하여, 백신이 목표하는 곳에 제대로 도달하였는지를 직접 확인할 수 있어 향후 개발될 새로운 백신의 효과를 예측할 수 있다는 점이 큰 특징이다.
전 교수팀은 우선 금 나노입자 표면에 모델 암 항원(RFP 단백질)을 화학적으로 결합한 후, 추가적으로 면역보조제(DNA 단편)도 결합하여 금 나노백신 원천기술을 개발하였다.
이 금 나노백신을 몸에 넣으면 국소 림프절로 선택적으로 이동하여 해당 암에 특이적인 항체 생산을 촉진하고, 암세포를 제거할 수 있는 항암 면역세포도 활성화시켜 우수한 항암 효능을 나타낸다.
또한 연구팀은 동물실험을 통해 금 나노백신이 암을 예방할 뿐만 아니라, 이미 존재하는 암의 성장과 전이도 효과적으로 막을 수 있음을 증명하였다.
전상용 교수는 “이번 연구는 금 나노입자를 이용하면 몸속에 투여한 백신을 쉽게 추적할 수 있고, 기존의 백신에 비해 복잡한 과정 없이도 쉽게 면역세포를 활성화할 수 있어 효과적으로 암을 치료할 수 있는 가능성을 보였다. 특히 이 원천 기반기술은 각종 암뿐만 아니라 현재 임상적으로 치료가 어려운 다양한 바이러스성 질환에도 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.
2012.08.16
조회수 13232
-
제17차 국제 상온핵융합 학술회의 개최
- 10~17일 대전 컨벤션센터에서 전 세계 전문가 및 검증단 참가 -- “상온핵융합 실현되면 엄청난 변화 가져올 것” -
만약 실현된다면 인류가 에너지 문제를 완전히 해결할 수 있는 ‘상온핵융합’ 관련 국제 학술회의가 대전서 열린다.
제17차 국제 상온핵융합 학술회의(조직위원장 KAIST 생명화학공학과 박선원 교수)가 오는 10일부터 17일까지 대전 컨벤션센터에서 개최된다.
핵융합은 연료로 쓰일 중수소가 우라늄보다 값이 싸고, 무한정하고, 폐기물 문제도 적을 것으로 예상돼 1952년 수소폭탄실험이 성공한 후 활발히 연구되고 있다.
핵융합은 태양과 같은 항성에서 일어나는 반응으로 1억도 이상의 초고온 플라즈마 상태에서 발생한다. 이 상태에서 수소와 같은 가벼운 원자핵이 융합해 무거운 헬륨 원자핵으로 바뀌는 핵융합반응이 일어나면서 많은 에너지가 나온다.
반면 초고온 상태에서 발생하는 고온핵융합과는 달리, 상온핵융합(저에너지핵반응)은 실내 온도에서 핵융합이 일어나는 것이다. 지난 1989년 3월 미국 유타대학 연구팀이 중수 전기분해 실험을 하던 중 이론적으로 설명할 수 없는 과잉에너지가 발생하는 것을 관찰해 그 가능성이 세상에 처음으로 알려졌다.
그러나 실험결과가 발표된 이래 미국 에너지성이 상온핵융합의 가능성에 대해 두 번이나 부정적인 결론을 내리는 등 20여 년간 학계에서 외면 받아왔다.
여전히 주류 학계에서는 이론과 실험결과를 인정하지 않지만 가능성을 믿고 있는 소수 과학자들은 개발에 성공하면 인류의 발전에 엄청난 파급효과가 예상돼 연구를 지속해 왔다.
꾸준히 상온핵융합을 연구해 온 전 세계 과학자들은 잉여에너지 발생, 원소변환, 핵입자 및 방사능 검출 등 핵반응에서만 가능한 많은 데이터를 축적하며 매년 학술회의를 개최해 왔다.
상온핵융합 관련해 처음으로 국내에서 열리는 이번 학술대회에서는 ▲25명의 전문가 초청강연을 포함한 90여 편의 논문이 발표되고 ▲상온핵융합반응을 입증하는 여러 가지 실험결과 발표 ▲제안된 여러 이론들에 대한 발표와 토론 ▲기업들의 저온핵융합기술의 상용화에 관한 발표 ▲패널토론 등이 진행된다.
이와 함께 산학연 관계자들이 참석한 가운데 미국 MIT에서 시도된 과잉에너지 발생실험 시연에 대한 발표 및 이탈리아 셀라니(Celani) 교수의 과잉열발생 실험에 대한 시연이 펼쳐져 기술 검증을 하는 기회도 갖는다.
박선원 조직위원장은 “상온핵융합은 실현 불가능한 것으로 알려져 있지만 그동안 발표된 실험결과들은 기존 이론으로는 설명할 수 없는 이상 현상이 존재한다는 것을 보여준다”며 “이것이 상온핵반응에 의한 것으로 확인된다면 엄청난 에너지원을 얻을 수 있을 것”이라고 말했다.
또 “상온핵융합관련 여러 가지 연구 중 하나라도 성공한다면 우리가 상상하지도 못하는 많은 변화를 가져올 것”이라며 “이번 학술회의에 국내 산학연 연구자들이 많이 참여해 기술을 검증하는 기회로 삼기를 바란다”고 말했다.
행사에 대한 자세한 사항은 http://www.iccf17.org를 방문하면 확인 가능하고, 참석을 원하는 산학연 연구자는 홈페이지에서 신청을 하면 된다.
2012.08.02
조회수 9553