KRICT 한국화학연구원

○ 한국화학연구원(원장 오헌승) 나노바이오융합연구센터 서영덕 센터장 연구팀과 서울대학교(총장 오연천)

화학부 남좌민 교수팀은 공동연구를 통해 ‘나노간극-라만프로브 기반 초고감도 라만검색기술’을 개발했다.



- 본 성과는 1930년 노벨상 수상 이후에 엄청난 응용 가능성에도 불구하고 상용화로 연결되지 못하고 있는

라만 분광학 신호의 ‘정량적 재현성 문제’를 해결할 수 있는 핵심원천기술로 평가받고 있다.



○ 한국화학연구원과 서울대학교가 공동 개발한 이번 기술은 “1 nm의 나노간극이 내부에 위치하도록 DNA로

조절된 라만프로브로부터 나오는 균일하고 정량적 재현성이 뛰어난 표면증강 라만신호”라는 제명으로 영국에서

발행되는 세계 최고 권위의 논문인 네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)誌 (Impact Factor = 26.31)에

5월 30일 새벽(한국시간) 온라인판에 속보로 게재되었다.



※ 온라인판 속보 논문’은 학술적 중요도와 시급성을 고려하여 매달 3-4편씩만 선별적으로 채택된 논문에 한하여

논문책자발간에 앞서 온라인상에 속보로 우선 공개되는 Nature Nanotechnology誌의 주요 논문이다.

※ 영문 제명 : Highly Uniform and Reproducible Surface-Enhanced Raman Scattering from DNA-Tailorable Nanoparticles with 1-nm Interior Gap



○ 표면 증강 라만 신호는 1922년 인도의 Raman경(노벨상 수상, 1930년)에 의해 발견되었지만, 매우 약하고

재현하기 어려운 신호의 세기로 인해, 그동안 실제 상용화로 연결되지 못하고 있었다.



○ 이번 연구를 통해 단분자 수준(Single-Molecule Level)의 라만 신호를 증폭하여 정량적 재현성(Quantitative Reproducibility)이 있게 검색(Screening) 할 수 있는 길이 열렸으며, 앞으로 이러한 ‘초고감도 라만 검색기술’이

살아있는 세포에 대한 세포기반검색(Cell-based Assay) 등 신약후보물질 검색(Screening)분야에서 핵심원천

기술로 활용되어, 신약개발 비용과 시간을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대되고, 생체에 대한 체내(in vivo ) 이미징,

나노바이오광센서, 체외진단 등의 분야에도 활용될 수 있다.

- 또한, 이와 같은 신개념 ‘라만기반 신약후보물질 검색 기술(Raman-based Drug-Screeing Technology)’이

보편화 되면 앞으로 난치병 환자들이 더 빠르고 저렴하게 신약을 투여 받을 것으로 예상된다.

※ 세포기반검색(Cell-based Assay): 용어설명 참조

※ 현재 세계적인 동향은 Cell-based Assay 기술을 보유하고 있는 회사들이 거대 제약회사(Big Pharma)들과 .

함께 partnership 형태의 기술개발을 하고 있음. 세계적으로 Cell-based drug screening과 관련 기술에 많은

투자가 되는 것은 genomics와 proteomics로부터 많은 drug target이 범람하는 현 상황에서 신약개발의 효율성을

높이기 위한 목적 때문임. 따라서 세계 각국은 살아있는 세포내에서 약물(drug)을 검색(screening)하는 ‘검색기술

개발’에 역점을 두고 있음. 세계적으로 신약개발과정의 약 85% 이상이 세포기반검색기술(Cell-based Assay)을

이용하고 있음. [“Cell and Tissue Analysis Products: The Global Market BCC Research 2009. 9 및

The Global Market for Equipment Used in Biotechnology BCC Research 2009. 11 ”참조]



○ 이번 연구결과는 현재 전 세계적으로 가장 경쟁이 치열한 학문분야들 중의 하나인 플라즈모닉스 분야와

80년이 넘은 역사를 갖고 있는 라만 학계에 새로운 패러다임을 제시함으로써 커다란 반향을 불러일으킬 것으로

예상이 된다.

- 특히, 나노광학(Nano Optics) 분야중에서 앞으로 노벨상까지도 점쳐지고 있는 플라즈모닉스(Plasmonics)

분야에서 순수 국내 연구진이 세계적 수준의 저널인 Nature Materials와 Nature Nanotechnology에 2년 연속

논문을 게재함으로써 본 연구진이 이 분야에서 세계적 연구그룹으로 자리매김 했다는 데 큰 의미가 있다고 할 수 있다.



○ 본 연구는 나노입자설계, 합성 및 표면처리, 전하분포에 대한 이론적 시뮬레이션, 초고감도 라만검색기 기술

등의 다학제적 전공들이 결합된 전형적인 융합연구 형태로 추진되었다.

- 초기 아이디어 도출로부터 합성, 데이터 측정 및 해석, 논문작성까지 모두 순수 국내 연구진에 의해서 이루어

졌으며, 지식경제부의 신성장 동력 장비경쟁력 강화사업 및 산업원천기술개발사업 등을 비롯한 정부 부처사업들

(교육과학기술부, 환경부, 한국화학연구원, 서울대학교 등)의 공동지원으로 이루어졌다.

- 본 논문의 책임저자는 한국화학연구원 나노바이오융합연구센터의 서영덕 센터장과 서울대학교 남좌민 교수이고, 공동 제1저자는 서울대학교의 임동권 박사와 한국화학연구원의 전기석 박사이다.