왼쪽부터 최인희 서울시립대 교수, 한승연 서울시립대 학생, 김인기 성균관대 교수, 루크 리 성균관대 의대 교수, 노준석 포힝공대 교수. (서울시립대 제공)

서울시립대는 생명과학과 최인희 교수 연구팀이 김인기·루크 리 성균관대 양자생명물리과학원 교수 연구팀, 노준석 포항공대 교수 연구팀과 공동 연구를 통해 메타표면 칩으로 세포를 실시간 모니터링 할 수 있는 초분광 이미징 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

초분광 이미징 기술이란 현미경을 통해 사물의 형상과 분광 신호를 동시에 분석하는 기술로, 질병 조기 진단과 치료제 개발을 가능하게 하는 기술이다.

이 연구는 '플라즈몬 공명 에너지 전달'(PRET) 현상을 통해 표적화학물질의 분자 지문을 비표지 방식으로 검출할 수 있는 기술을 개발했다. PRET 기반의 센서 기술은 빛 에너지를 산란시키는 물체와 그 에너지를 흡수하는 물체 사이의 에너지 전달 현상을 통해 빛을 흡수하는 물체의 화학 정보를 알아낼 수 있다.

연구진은 머리카락 굵기 1000분의 1에 불과한 초박형 평면 광학 소자인 메타표면을 활용해 초분광 이미징·멀티플렉싱 센서 기술을 개발했다. 메타표면 칩은 빛의 산란 특성을 자유자재로 조절할 수 있고 이를 이용해 가시광선 영역에서 원하는 파장의 빛만을 산란시키는 광소자를 구현했다.

연구팀은 동·식물세포의 신진대사에 중요한 역할을 하는 시토크롬과 클로로필 등 서로 다른 종류의 분자들을 메타표면 칩을 통해 한번에 검출할 수 있음을 확인했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 국제학술지인 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials)에 10일 정식 게재됐다. 이번 연구는 미래유망융합기술 파이오니어 사업, 선도연구센터, 중견연구자지원 사업, 세종과학펠로우십 사업 등을 통해 수행됐다.


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