나노기술 및 정책 정보

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도쿄(東京)대학 대학원 이학계 연구그룹이 매우 높은 재현성, 감도, 균일성, 생체 적합성, 내구성을 갖는 ‘표면 증강 라만 분광법(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS)’ 기판을 개발, 화학(특히 미량 분석) 분야에 있어 50년간 난제였던 문제를 해결함. 연구진은 금속을 전혀 사용하지 않는 다공성 탄소 나노 와이어를 어레이 형태로 배열한 나노 구조체(Porous Carbon Nanowire Array, PCNA)를 SERS 기판으로서 개발하고, 이를 통해 ‘국소 표면 플라즈몬 공명(Localized Surface Plasnom Resonance, LSPR)’을 사용하지 않으면서 고감도화를 가능하게 함. 강력한 광대역 전하 이동 공명에 의한 감도 향상(약 106)뿐만 아니라, 금속 기판에 의한 문제를 극복하고 매우 높은 균일성, 생체 적합성, 내구성을 다양한 분자 샘플을 이용하여 실증함. 높은 실용성과 신뢰성을 통해 분석 화학, 식품 과학, 약학, 병리학 분야뿐만 아니라 감염 검사, 당뇨 검사, 암 검진, 환경 안전, 과학 수사 등의 미량 분석에 응용될 것으로 기대됨. 예를 들어, 혈당의 무표식 검출에 의한 당뇨병 검사, 감염증(독감, 신종 코로나 바이러스 감염 등)의 항원 항체 반응 측정, 암 대사 프로파일링 분석, 세균(대장균 등)의 표면 단백질을 검출을 통한 실시간 세균 검출, 광합성 생물의 생체 분자의 분자 진동 계측에 의한 양자 생명 과학 연구 등이 가능해질 것으로 전망됨.

본 연구 성과는 ‘Nature Communications’ (“Porous carbon nanowire array for surface-enhanced Raman spectroscopy”) 지에 게재됨.