초록 ▼

연구의 목적 및 내용:
덴드론의 자기조립과 cyclodextrin (CD) 분자인식 모티브를 복합적으로 이용하여 기존의 각종 나노튜브와는 전혀 다른 새로운 개념의 구조와 기능을 갖는 형광 유기나노튜브의 체계적인 제조 방법을 확립하여 덴드론-CD 나노튜브의 라이브러리를 확보한다. 유기나노튜브의 형광특성, 정교한 구조제어가 이루어진 표면구조, 튜브막 구조 특성 등을 이용하여, 덴드론-CD 나노튜브를 단백질, 금속이온, 탄수화물 등에 대한 고선택성 고감도의 바이오센서 platform으로 개발한다. 또한 본 연구에서 개발하는 나노튜브

연구의 목적 및 내용:
덴드론의 자기조립과 cyclodextrin (CD) 분자인식 모티브를 복합적으로 이용하여 기존의 각종 나노튜브와는 전혀 다른 새로운 개념의 구조와 기능을 갖는 형광 유기나노튜브의 체계적인 제조 방법을 확립하여 덴드론-CD 나노튜브의 라이브러리를 확보한다. 유기나노튜브의 형광특성, 정교한 구조제어가 이루어진 표면구조, 튜브막 구조 특성 등을 이용하여, 덴드론-CD 나노튜브를 단백질, 금속이온, 탄수화물 등에 대한 고선택성 고감도의 바이오센서 platform으로 개발한다. 또한 본 연구에서 개발하는 나노튜브를 템플레이트로 이용하여 유기나노튜브-금속나노입자 hybrid array, 나노와이어,biomineralization 등으로 응용을 제시하여 새로운 고기능성 유기나노튜브에 대한 선도적 연구분야를 개척하고자 한다.
연구결과:
1. 덴드론 복합자기조립 방법으로 표면구조가 정밀 제어된 자극감응형 덴드론 나노튜브제조 및 외부자극에 의한 나노튜브의 가역적 구조 형성과 해체 연구
2. 표면구조에 자기조립 CD 단일층이 도입된 덴드론 나노튜브의 광학적 특성과 표면구조 제어를 통해 고감도, 고선택성 바이오센서 platform 개발
3. 나노튜브 표면에서의 펩타이드-carbohydrate 분자인식 연구 및 나노튜브의 carbohydrate 바이오센서로의 특성을 규명
4. 나노튜브 템플레이트를 이용한 나노튜브-나노입자 하이브리드, 나노와이어의 제조 방법을 확립하고 이들의 광학적, 전기적 특성 규명
5. 다차원 CD 라이브러리 구축 및 나노튜브 표면 작용기의 융합을 통한 고정밀 표면제어 및 덴드론-CD 나노튜브의 유전자 전달 연구
6. 덴드론-CD 나노튜브 제조기술을 응용한 새로운 덴드론-cucurbituril 나노튜브의 제조방법 확립과 표면제어기술 확보
7. 표면구조에 자기조립 CD 단일층이 도입된 덴드론 나노튜브의 핵심 개념을 확대 적용하여, 자극감응형 CD 나노밸브가 표면에 자기조립 된 나노입자 및 나노박막의 분자인식에 따른 기능제어 연구
8. 표면에 자극감응형 CD 나노밸브가 자기조립된 나노입자를 이용한 약물의 조절방출 거동과 다기능성 무기나노입자의 바이오 이미징 및 약물 전달 연구
연구결과의 활용계획:
자기조립과 분자인식의 조합에 의한 가역적 구조변형과 이를 이용하여 제조할 수 있는 새로운 개념의 나노튜브라는 새로운 학문적 연구분야를 개척할 것으로 기대된다. 응용범위는 바이오센서, 튜브-입자 하이브리드 와 conjugated 나노튜브 등의 나노일렉트로닉스 재료, 금속 및 실리카 나노튜브 제조를 위한 template 또는 나노와이어 제조를 위한 template로써 응용이 가능하다. 또한, 약물전달체 등의 응용분야에도 적용 가능할것으로 예상되며, 이 외에도 나노 융합분야에 있어서 새로운 기반기술로서 큰 파급 효과를 가져올 것으로 기대된다.

Abstract ▼

Purpose & contents:
A comprehensive library of dendron-nanotubes will be prepared assembly and molecular recognition to provide unprecedented tu bbuyla ru sairncgh itmecutltuirpeles annadn oftuunbcetsi onwsi.l l Tbhee uuntiilqiuzeed flutoo refsacberinccaet ec hhairgahcltye rissetnicssit iavned as

Purpose & contents:
A comprehensive library of dendron-nanotubes will be prepared assembly and molecular recognition to provide unprecedented tu bbuyla ru sairncgh itmecutltuirpeles annadn oftuunbcetsi onwsi.l l Tbhee uuntiilqiuzeed flutoo refsacberinccaet ec hhairgahcltye rissetnicssit iavned asnudr fasceel epcrtoivpee rtbiieoss eonfs othrye nplaantofoturbmes- nfoarn oppraortteicilne, chayrbbroidh,y dnraanteosw iarensd, manedta li nioorngsa.n iIcn naadndoitairocnh,i tewcet urwei llb yd evueslionpg ddeennddrroonn--nnaannoottuubbee s wilal s be teamppplliaetde . to Tfhaber icatceo reC D-ccoonvceerpetd noanf opaCrtDic-lecso vewrietdh stimuli-responsive nanovalves.
Result:
1. A library of stimuli-responsive dendron-CD nanotubes with unprecedented structure and function was prepared by using multiple self-assembly approach. In addition, reversible structural transition of dendron-CD nanotubes triggered by external stimuli was investigated.
2. Highly sensitive and selective biosensory nanotubes with platform was fabricated by control of the surface functionality of the nanotubes.
3. The biosensory characteristics of the dendron-CD nanotubes were investigated by specific binding of the receptors on the tubes and the unique fluorescence response of the nanotubes.
4. The nanotube-nanoparticle hybrids and nanowires were fabricated by using the tube as a template, and their fluorescence was investigated.
5. Gene delivery characteristics of dendron-CD nanotubes were investigated by precise control of nanotube surface functionality and hybrid of surface functional group.
6. Dendron-cucurbituril nanotubes were fabricated by utilization of manufacturing technique of dendron-CD nanotubes.
7. The core concept of CD-covered dendron-nanotube in terms of architecture and function was applied to the CD-covered nanoparticles with stimuli responsive nanovalves.
8. The stimuli-responsive CD-covered nanoparticles were utilized for the multifunctional theranostic platform with controlled drug release and bioimaging.
Expected Contribution:
This work will open a new research area concerning the transition of suprastructures and the resultant nanotubes with unprecedented properties based on the combination of self-assembly and molecular recognition. This approach will provide a variety of supramolecular nanomaterials that cannot be obtained by conventional synthetic methods. The nanotubes synthesized in this work will have strong potential application in the area such as biosensor, tube/particle hybrids or nanowires for nanoelectronics materials, templates for biomineralization. In addition, our results will provide basis for the future research for the nanofusion technology.