초록 ▼

□ 연구개요
강한 전기화학적 발광(electrochemiluminescence, ECL) 특성을 보이는 고리형 이리듐 착화합물(cyclometalated iridium(III) complex)에 분자인식(결합) 자리 또는 반응 자리를 연결함으로써 질병 진단용 특정 생체지표(biomarkers) 또는 환경유해물질/식품유해물질을 선택적으로 민감하게 검출할 수 있는 ECL 분자 센서를 개발하고, 이를 현장검사(point-of-care testing, POCT)에 적용한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 전기화학발

□ 연구개요
강한 전기화학적 발광(electrochemiluminescence, ECL) 특성을 보이는 고리형 이리듐 착화합물(cyclometalated iridium(III) complex)에 분자인식(결합) 자리 또는 반응 자리를 연결함으로써 질병 진단용 특정 생체지표(biomarkers) 또는 환경유해물질/식품유해물질을 선택적으로 민감하게 검출할 수 있는 ECL 분자 센서를 개발하고, 이를 현장검사(point-of-care testing, POCT)에 적용한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 전기화학발광(ECL) 이리듐 착화합물 최적화 및 라이브러리 확립

리간드 변화에 따른 고리형 이리듐 착화합물의 ECL 발광 효율과 에너지 준위의 변화를 체계적으로 조사하고, 이를 통해 다양한 목표 분자에 대한 ECL 센서를 고안하기에 적합한 이리듐 착화합물의 라이브러리를 확립하였다.

2. 이리듐 착화합물 골격에 목표 분자에 대한 특정 결합 자리(binding site) 혹은 반응 자리(reaction site)를 도입함으로써 ECL 신호 변화를 유도할 수 있는 ECL 분자 센서 개발

2-1. 티오페놀 검출용 ECL 센서를 개발함.
2-2. 두 개의 소광체를 지닌 이리듐(III) 복합체를 기반으로 황화수소 ECL 센서를 개발함.
2-3. 에너지 준위 변화 전략을 사용한 ECL 황화수소 센서를 개발함.
2-4. 전압 차이로 시안화이온을 검출하는 새로운 개념의 ECL 센서를 개발함.
2-5. 과산화수소와 글루코오스 검출을 위한 보디피 기반의 ECL 센서를 개발함.
2-6. 글루타싸이온의 선택적인 검출을 위한 ECL 센서를 개발함.
2-7. 글리포세이트 ECL 센서를 개발함.

3. 휴대용 분석시스템 구축 및 실제 응용 실험 수행
3-1. ECL 휴대용 분석시스템을 개발함.
3-2. 실제 생체시료(인간 혈청) 실험을 수행함.
3-3. 실제 환경시료(강물, 수돗물) 실험을 수행함.
3-4. 생체지표에 대한 ECL 센서 어레이를 개발함.

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
● 단분자 생체지표와 환경/식품유해물질을 분자 인식 또는 반응 기반의 ECL 센서를 통해 검출하는 연구는 학계에 거의 보고된 바 없음. DFT 계산을 통한 사전 예측, 설계부터 유기 합성, 광학/전기화학 실험과 실제 생체/환경/식품 시료를 통한 신뢰도 테스트에 이르기까지의 일련의 과정을 체계적으로 정착시킴으로써, ECL 센서의 원천 기술 확보가 가능함.
● 전기화학적으로 발광을 일으키는 방법론적 장점을 통해 기기의 소형화와 생체지표 또는 환경/식품유해물질의 고감도 모니터링 측면을 동시에 확보할 수 있음.
● 분자 인식 또는 반응 기반의 단분자 센서 개발의 원리를 통해 광범위한 목표분자들을 분석할 수 있고 검출과정을 단순화할 수 있음.
● 선택적 분자 인식 또는 반응 기반의 센서 복합체로 된 어레이를 구축함으로써 단순화된 패턴인식을 통하여 실제 시료의 다중 분석 및 정량 분석이 가능함.
● 간편한 방법으로 질병 진단 또는 환경/식품유해 물질 분석이 가능한 1회용 소형 센서의 개발을 통해 국민 보건 증진에의 기여 및 U-헬스케어 시대에 선제적으로 접근할 수 있는 원천 기술 확보가 가능함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1. 고리형 이리듐 착화합물의 리간드 변화에 따른 ECL 발광 효율과 에너지 준위의 변화를 체계적으로 조사하고, 이를 통해 다양한 목표분자에 대한 ECL 센서를 고안하기에 적합한 이리듐 착화합물의 라이브러리를 확립함 ... 4
• 2. 선정한 이리듐 착화합물 골격에 목표 분자에 대한 특정 결합 자리(binding site) 혹은 반응 자리(reaction site)를 도입함으로써 ECL 신호 변화를 유도할 수 있는 ECL 분자 센서를 개발함 ... 5
• 3. 분석 과정의 단순화와 장비의 소형화를 통해 현장 진단에 적합한 휴대용 분석시스템을 구현하고, 실제 생체시료와 환경 시료에 대한 적용 실험을 수행함 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 참고문헌 ... 18
• 붙임1 세부 정량적 연구개발성과 ... 19
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 29
• 끝페이지 ... 37