초록 ▼

□ 연구개요
본 연구에서는 낮은 가격, 높은 유연성, 생분해성 및 표면처리가 쉬운 종이를 이용하여 고재현성 및 고민감도의 종이 기반 분자검출 센서를 개발하였다. 높은 단차와 공극이 존재하는 종이표면을 셀룰로오스 기반의 나노섬유로 코팅하여 표면의 균일성을 향상시킴과 동시에 친수성의 표면을 소수성으로 개질하였다. 이를 통하여 은나노입자의 표면 잔류성을 제어하였으며 나노입자와 검출 분자와의 결합성을 높여 나노몰(nM) 농도에서 분자검출이 가능함을 확인하였다. 또한, 모델 분자뿐만 아니라 실제 농약 검출에도 적용하여 마찬가지로 나노몰

□ 연구개요
본 연구에서는 낮은 가격, 높은 유연성, 생분해성 및 표면처리가 쉬운 종이를 이용하여 고재현성 및 고민감도의 종이 기반 분자검출 센서를 개발하였다. 높은 단차와 공극이 존재하는 종이표면을 셀룰로오스 기반의 나노섬유로 코팅하여 표면의 균일성을 향상시킴과 동시에 친수성의 표면을 소수성으로 개질하였다. 이를 통하여 은나노입자의 표면 잔류성을 제어하였으며 나노입자와 검출 분자와의 결합성을 높여 나노몰(nM) 농도에서 분자검출이 가능함을 확인하였다. 또한, 모델 분자뿐만 아니라 실제 농약 검출에도 적용하여 마찬가지로 나노몰 수준에서 검출 가능함을 확인하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 종이의 수산기 개질을 통한 소수성 특성 부여, 종이의 표면 균일성 향상 방안, 종이표면 나노입자 분포 조절을 통한 SERS 신호 최적화 및 이를 이용한 농약 검출 적용이라는 연구 목표를 설정하였다.
종이의 소수성 특성은 알켈 케텐 다이머(alkyl ketene dimer, AKD)를 이용하여 종이표면을 소수화시켰으며 이를 통하여 나노입자의 표면 잔류 특성을 조절할 수 있었다.
종이표면 균일성은 펄프 섬유에서 제조된 셀룰로오스 나노섬유를 종이표면에 코팅하여 종이의 공극을 메우고 표면 평활성을 크게 높이므로써 향상시킬 수 있었다. 이를 통하여 종이 센서의 재현성과 민감도를 크게 높일 수 있었다.
나노입자 분포 조절을 통한 SERS 신호의 최적화는 은나노 입자의 농축 정도에 따라 검출물질의 SERS 신호 세기를 평가하여 은나노 입자 용액의 최적 농도를 설정하였으며, 또한 농축 정도에 따른 SERS 신호 변화를 시뮬레이션을 통하여 분석하였다.
농약 검출 실험은 살균제로 사용되는 Thiram과 Ferbam을 이용하여 종이 센서의 성능 및 농약 검출 가능성을 평가하였으며, 두 농약 모두 수나노몰 수준에서 검출할 수 있음을 확인하였다.

□ 연구개발 결과의 중요성
본 연구에서 개발한 센서는 기존의 SERS를 이용한 분자검출 센서 연구에서 나타나는 낮은 민감도 및 재현성, 복잡한 제조과정 및 높은 비용과 같은 단점들을 극복하면서도 신속하고 정확한 분자검출이 가능하다. 본 연구에서 개발된 종이 센서는 극미량의 농약 검출이 가능함을 확인하였으며 더 나아가 식품산업 및 의학계 등의 다양한 분야에서 다양한 종류의 유해 물질 검출에 활용될 수 있을 뿐만 아니라 바이오마커나 다양한 핵산 검출과 같은 생체 시료 기반의 분자 진단 시장 등에서 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 본 연구 결과는 다양한 분야의 종이 기반 분자검출 센서 제작에 기초연구의 역할 및 지침을 제시할 수 있을 것이며 향후 종이 기반의 다양한 형태의 분자검출 센서 제작에 도움이 될 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구 결과 ... 4
• 2.1 종이 기반 분자검출 센서 개발 ... 4
• 2.2 종이 기반 분자검출 센서 성능 향상 연구 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 8
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 11