명지대학교(총장 유병진) 화학공학과 나현빈 교수 연구팀이 고려대학교 화학과 이석중 교수와의 공동연구를 통해 면역분석법에 사용이 가능한 새로운 신호 생성 방식을 개발했다.

이번 연구는 소재 분야 저명 국제학술지 ‘Advanced Materials Interfaces’ 9월호에 게재됐으며 연구 결과의 중요성을 인정받아 저널 전면 표지 논문으로 선정되는 쾌거를 거뒀다.

면역분석법은 항원과 항체의 선택적인 반응에 근거하여 체액이나 시료에 포함된 항원을 검출하는 분석법으로 기초 생명과학과 검출 및 진단 응용에서 필수적이다. 현재 면역분석법에서는 검출 신호를 생성하기 위해 효소와 발색 물질을 사용하는데, 이들은 가격이 비싸고 온도와 습도가 높은 환경에서는 안정성이 부족하다는 한계를 가진다. 이를 해결하기 위해 색상을 띠거나 형광을 방출하는 광학 나노입자들이 적극적으로 개발되고 있다. 코로나 진단 키트에 사용되어 빨간색으로 감염 여부를 표시하는 금 나노입자가 대표적인 예다.

이에 나현빈 교수팀은 약 2nm 크기의 매우 작은 금 나노클러스터를 항체에 부착하여 항원을 검측하고 이후 반응을 통해 큰 입자로 성장시켜 발생하는 광학 신호를 이용해 항원을 검출하는 새로운 방법을 제안했다.

△명지대 나현빈 교수(좌), 명지대 박사 졸업생 김봉근(우)

나현빈 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 새로운 신호 생성 방식은 금 나노클러스터의 성장에 기반한 것으로, 효소에 기반한 기존 방식보다 경제성과 환경 안정성 측면에서 우수하다”며 “이는 유사시 생물학작용제의 탐지나 감염병 발생 현장에서 환자의 진단에 활용이 가능한 검출 기술로 기대된다”고 전했다.

이번 논문은 나현빈 교수가 연구책임자, 김봉근(박사 졸업)씨와 최유림(석사 졸업)씨가 공동 제1저자, 이석중 고려대 화학과 교수가 공동 연구책임자로 참여했다. 해당 연구 성과는 과학기술정보통신부 기초연구사업(기본연구), 방위사업청 핵심기술 연구개발사업(인공지능 기반 스마트 CBRNe 센서 특화연구실, KRIT-CT-21-034)의 지원을 받아 수행됐다.