초록 ▼

□ 연구개요
본 과제의 연구 주제는 크게 두 분야로 구분하여 수행할 하였으며, 그 하나는 ‘생체활용성 다자극 감응재료의 개발과 특성연구’와 ‘생체 활용성 비효소-기반 혈당 측정 전극의 개발과 특성 조사’에 관한 것이다. 이 연구를 통해서 생리학적인 산도(~pH 7.5)에서 우리 인체 내에 상존하는 중요한 대사물질인 이산화탄소(CO₂)와 혈당(모노사카리이드)에 대해서 우수한 감응 특성을 나타내는 생체활용성 재료를 개발하였다. 또한 당뇨환자의 혈당준위를 항시적으로 관측할 수 있는 생체 활용성 전극물질의 개발과

□ 연구개요
본 과제의 연구 주제는 크게 두 분야로 구분하여 수행할 하였으며, 그 하나는 ‘생체활용성 다자극 감응재료의 개발과 특성연구’와 ‘생체 활용성 비효소-기반 혈당 측정 전극의 개발과 특성 조사’에 관한 것이다. 이 연구를 통해서 생리학적인 산도(~pH 7.5)에서 우리 인체 내에 상존하는 중요한 대사물질인 이산화탄소(CO₂)와 혈당(모노사카리이드)에 대해서 우수한 감응 특성을 나타내는 생체활용성 재료를 개발하였다. 또한 당뇨환자의 혈당준위를 항시적으로 관측할 수 있는 생체 활용성 전극물질의 개발과 함께 우수한 측정민감도와 안정도를 지닌 혈당 측정용 센서를 제작하여 그 소자의 특성에 관한 연구를 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구 목표 대비 연구결과는 두 분야로 구분하여 다음과 기술하였다.
○ 생체활용성 다자극 감응재료의 개발과 특성연구: 본 과제에서는 우리 몸속에 상존하는 이산화탄소와 글루코스와 같은 모노사카리드에 동시에 감응하는 분자설계, 합성, 그 물질의 특성 연구가 이루어졌다. 본 과제에서 합성한 ‘ 페닐 보론산 올리고아민’ 패치는 생리학적인 산도(~ pH 7.5)에서 이산화탄소(CO₂)와 혈당(모노사카리이드)와 같은 이자극에 대해서 우수한 감응 특성을 나타냄과 동시에 헤파린의 컬러 센서와 헤파린 제거제(heparin reversal agents)로서의 활용성 가능성을 확인하였다. 차후 이러한 재료들은 폐 질환 치료 약물에 대한 약물전달체로서 활용할 경우에 이산화탄소가 비교적 높은 폐에서 약물전달 과정을 조절할 수 있기 때문에 매우 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
○ 생체활용성 글루코스 센서의 제조 및 특성 조사: 본 연구에서는 비 효소기반 혈당 센서의 핵심적인 소재인 전기화학적인 촉매인 ‘폴리도파민으로 코팅된 Cu(0)/CuO/Cu(OH)₂ 복합체’, ‘Core–Shell Ag–CuO Networked with CuO Nanorods’, ‘Ag sub-microcubes LBL-capped with PAH/PSS bilayers (Np-Ag(PAH/PSS)_n)’를 제조하여 글루코스 센서로서의 특성에 대해서 조사하였다. 특히, 촉매의 활성 작용 표면적을 최대화한 나노 다공성 Np-Ag(PAH/PSS)_n 글루코스 산화 촉매는 글루코스에 대해서 매우 우수한 전기화학적인 활성을 나타내어 주었으며, 우수한 기계적인 안정성을 나타내었다. Np-Ag(PAH/PSS)2 전극은 글루코스에 대해서 우수한 선택도를 나타내면서 20 μM의 한계값, 472.15 μAmM^-1cm^-2의 민감도를 나타내면서 23.3 mM 정도로 높은 농도 범위까지 측정 가능하였다. 이러한 전극 특성 문헌에 소개되어진 기존의 다른 글루코스와 비교하였을 때 최상급의 센서 급에 해당된다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 과제에서 개발한 생리학적인 산도(~ pH 7.5)에서 이산화탄소와 글루코스에 대해서 동시에 우수하게 감응하는 재료는 외부환경에 반응하는 스마트한 재료들로서 질병진단과 치료와 같은 의료분야에 접목될 수 있을 것으로 기대된다. 특히 폐 질환치료 약물의 전달체로 활용될 가능성이 높다. 또한 본 과제의 수행을 통해서 개발된 재료들은 생체 호환성, 측정 민감도와 안정도가 매우 우수하여 향후 당뇨환자의 혈당 준위를 항시적으로 관측할 수 있는 휴대용 또는 피하 주입용 글루코스 센서의 개발과정에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 8
• 2.1. Phenylboronic acid-modified oligoamine sensitive to monosaccharides and carbon dioxide under physiological conditions ... 8
• 2.2. Boronic acid-functionalized oligoamine colorimetric heparin receptor ... 11
• 2.3. 비효소 기반 혈당 측정용 전극재료개발연구 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 35