초록 ▼

◎ 연구의 목적 및 내용
□ 포집된 바이러스 및 박테리아 (미생물) 내부의 다종 타겟 유전자의 농도를 현장에서 신속하게 액상의 조건에서 분석하는 기술 개발 및 사업화를 목표로 함
□ 이를 위해 미생물 유전자와 결합 시 길이가 수축 혹은 형태의 구조적 변환이 일어나서 검지 신호를 발생하는 분자 프로브 개발을 수행하고자 함
□ 포집된 미생물의 신속한 용균 및 단분자 수준의 농도로 6 종 이상의 미생물 유전자의 다중 검지까지 하나의 검지시스템에서 30 분 내에 분석이 가능한 시스템의 개발 및 실용화 촉진을 위한 원천 기술

◎ 연구의 목적 및 내용
□ 포집된 바이러스 및 박테리아 (미생물) 내부의 다종 타겟 유전자의 농도를 현장에서 신속하게 액상의 조건에서 분석하는 기술 개발 및 사업화를 목표로 함
□ 이를 위해 미생물 유전자와 결합 시 길이가 수축 혹은 형태의 구조적 변환이 일어나서 검지 신호를 발생하는 분자 프로브 개발을 수행하고자 함
□ 포집된 미생물의 신속한 용균 및 단분자 수준의 농도로 6 종 이상의 미생물 유전자의 다중 검지까지 하나의 검지시스템에서 30 분 내에 분석이 가능한 시스템의 개발 및 실용화 촉진을 위한 원천 기술 개발을 목표로 함

◎ 연구개발성과
□ 광열 효과를 이용한 바이러스 및 미생물 용균을 통한 타겟 유전자 추출 기술 개발
○ 합성 수율을 90% 이상으로 하여 대량 합성이 가능한 광열 효과를 가지는 금속 나노구조체를 이용하여 10⁶ TCID₅₀/mL 의 바이러스 및 10⁶ CFU/mL의 박테리아로부터 유전 물질을 추출
○ 금속 나노구조체 전처리 과정에서 처리 10분 내에 바이러스 감염도 저하 확인
□ 4종의 미생물 유전자의 검지를 위한 3D 나노구조체 기반 미생물 검지시스템의 최적화
○ 다종 분자프로브가 도입된 3D 나노구조체 기반 미생물 검지시스템으로 다종의 미생물의 동시 검지 (4 종) 여부 확인 (1시간 이내 10nM 이하의 농도 검지)
○ 플라즈모닉 나노구조체의 신호 증폭능 개선 (1 x 10⁸ 배) 및 70 % 이상의 나노구조체에서 균일한 신호(±10 % 이내) 증폭율을 내도록 나노구조체를 설계하여 고신뢰성, 고민감도 센서 제작 기술 개발
○ 2종 이상의 나노패턴된 기판위 적층 효율 비교 및 시제품 제작을 위한 최적화 모델 확립
□ 바이러스 검출 가시화를 위한 나노좀의 성능 평가 및 실증화
○ 숙주세포 모방형 나노좀을 LSPR 기판에 적용하여 인플루엔자 바이러스 헤마글루티닌에 특이적으로 작용하는 효소를 이용, 고병원성 인플루엔자 바이러스 검지 시 저병원성 인플루엔자 바이러스에 비해 5배 이상의 형광 세기 차이를 획득

◎ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
□ 포집된 미생물의 타겟 유전자를 용균시켜 미생물의 농도를 신속한 분석 (10분 이내 6종 이상의 미생물을 1000 copy 이상의 효율)이 가능하여 바이오 유해물질에 의한 사회/경제적 손실 최소화
□ 고효율 감지 및 하나의 검지시스템에서의 신속한 분석 시스템 개발
□ 분자 프로브 개발을 통하여 유전자 뿐 만아니라 단백질, 바이오 분자 등의 단분자 수준 검지로 응용

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 7
• (2-1) 연구 범위 및 연구 수행 방법 ... 7
• (2-2) 황화구리 구조체 및 금속 구조체를 이용한 바이러스 유전자 정보 물질 방출 성능 증대 및 금속 구조체를 이용한 바이러스의 불활화 ... 9
• (2-3) 바이러스 유전자 검지를 위한 유전자 결합 시 형태변화를 일으켜 신호를 내는 분자-광학지퍼의 설계 ... 12
• (2-4) 정량 분석 및 검체 시료내의 간섭물질 작용의 최소화를 위한 나노좀 제조 및 검출 키트 제작 ... 13
• (2-5) 고감도 고재현성 라만 기판 개발 ... 16
• (2-6) Top-down 나노패터닝 기반 3D 나노플라즈모닉 센서 개발 ... 19
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 22
• (3-1) 목표 ... 22
• (3-2) 목표 달성 여부 (달성도) ... 22
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 ... 24
• 끝페이지 ... 26