연구팀 소개

정봉근 교수 연구팀

연구기관/연구책임자 : 서강대학교/정봉근

안녕하세요. 연구팀 소개를 부탁드립니다.
저희 연구팀은 1명의 연구교수, 2명의 박사 후 연구원, 5명의 박사과정, 8명의 석사과정 학생 등 총 16명으로 구성되어 있습니다. 연구실 내에서 다양한 나노바이오 융합기술 분야 (휴대용 분자진단 센서 기술, 질병 진단/치료용 나노입자 합성기술, 랩온어칩 기술)에 대한 연구를 통해 4차 산업혁명 시대를 이끌어갈 원천기술 개발 연구에 매진하고 있습니다.

연구 분야는 랩온어칩, 분자진단 센서, 세포 바이오, 나노소재 등 4개의 소그룹으로 구성되어, 매주 이뤄지는 그룹 미팅 및 소그룹 미팅을 통해 서로의 아이디어를 공유하고, 건설적인 토론을 진행하면서 나노바이오 융합기술로의 발전 방향을 모색하고 있습니다.
H-GUARD에서는 구체적으로 어떤 연구를 하시나요?
마이크로웰 기반 디지털 PCR 시스템 개발을 하고 있습니다. 마이크로 구조체를 이용한 샘플링칩과 나노 플라즈모닉 기술을 활용한 온도제어 시스템을 통해 전력 공급이 어려운 현장에서도 감염성 질환을 빠르게 진단할 수 있는 시스템을 개발하였습니다. 또한, 형광 이미징 시스템 및 정량 분석 알고리즘을 도입하여 최종적으로는, 다중 형광 프로브 및 다중 형광 이미징 모듈을 이용하여 다양한 질환을 한 번의 작동으로 진단할 수 있는 시스템 개발 및 실용화를 목표로 연구를 진행하고 있습니다.
사업화 유망성과로 꼽히는 [마이크로웰 기반 디지털 PCR 시스템]은 어떤 기술인가요?
감염성 질환의 고감도 디지털 PCR 진단을 위해서는 마이크로웰 기반의 샘플링 칩, 온도제어 시스템 및 형광 신호 판독 시스템의 개발이 필수적입니다. 그러나, 현재까지 전 세계적으로 진행된 연구 결과들은 불균일한 샘플 로딩, 느린 진단시간, 조작의 어려움 등의 한계로 인하여 현장에서의 활용 가능성 및 실용화 가능성이 낮은 단점이 있습니다. 기존 연구결과들의 한계들을 극복하기 위해, 우리 연구팀에서는 마이크로웰 기반의 샘플링 칩을 개발하여 수동 조작을 최소화하고, 플라즈모닉 기반의 히팅을 통해 낮은 전력에서도 신속한 작동이 가능하도록 구현하여 디지털 PCR 시스템 상용화에 새로운 장을 열어가고 있습니다.
그럼 연구팀에서 생각하는 해당 기술의 차별화된 경쟁력은 무엇인가요?
우리 연구팀 기술의 핵심 장점은 마이크로웰 기반의 유전자 분획 및 플라즈모닉 히팅 기반의 유전자 증폭을 통해 30분 내에 디지털 PCR의 전 과정을 수행할 수 있다는 점입니다. 또한, 싱글보드 컴퓨터 및 CMOS 카메라 모듈 기반의 형광 신호 분석 시스템을 통해 기존 형광현미경 및 컴퓨터 등 고가의 장비 없이도 유전자 정량 분석이 가능하다는 점입니다. 그리고, 저농도의 타겟 유전자를 검출하는 기술력을 통해 질병의 초기 진단을 가능하게 하고, 코로나 바이러스와 같은 전염성이 높은 감염성 질환을 빠르게 진단하여 질병의 확산을 조기에 막을 수 있을 것으로 사료되며, 현재 사용되고 있는 역전사 PCR 기술과 연계하여 현장진단을 위한 원천기술로서 활용될 수 있을 것으로 생각합니다. 특히, 마이크로웰 디바이스칩, 플라즈모닉 히팅 온도제어 시스템 및 형광 신호 분석 시스템이 하나로 통합되어 향후 전자동 시스템 및 IoT (Internet of Things) 기술과의 연계에 큰 장점이 있습니다.

▲ 디지털 PCR 시스템
자세한 설명 감사합니다. 그럼 마지막으로, 앞으로의 포부 한 말씀 부탁드립니다.
현재 진행 중인 코로나바이러스-19와 같은 대유행 감염성 질환을 현장에서 조기에 진단하는 기술은 전염병의 확산세 방지를 위해 중요성과 필요성이 크게 부각되고 있습니다. 기존의 진단 기술 및 장비들은 해외 원천 기술에 의존하고 있기 때문에, 우리 연구실의 기술력을 더욱 발전시켜 기존의 기술을 대체하고, 글로벌 분자진단 시장에 대응할 수 있는 원천기술을 개발하도록 꾸준하게 연구 개발할 것입니다. 특히, 마이크로웰 기반의 유전자 분획 기술 및 플라즈모닉 히팅 기반의 유전자 증폭 기술을 이용하여 신속한 진단, 정량 분석, 높은 민감도의 장점을 통해 포스트 코로나 시대에 대응할 수 있는 현장진단용 디지털 PCR 시스템을 구축하고, 상대적으로 적은 비용으로 간편하고 빠르게 질병을 진단할 수 있는 분자진단 시스템을 개발하여 향후 바이오 회사로의 기술이전을 하고자 합니다.

유광수 교수 연구팀

연구기관/연구책임자 : 전북대학교/유광수

인수공통 전염병 연구소 소개
※ 국내 유일 중,대동물 생물안전3등급시설 보유
연구수행 내용
다양한 동물 모델 이용 바이러스 유용 마커의 유효성 평가계 확립
- 다양한 목적동물을 이용한 유용항원 in vivo 효능 평가를 통해 개발된 유용항원에 대한 면역원성평가, 진단키트활용, 바이러스성 감염 백신효능 등에 활용할 수 있는 필수 검증 시스템을 구축하여 개발 물질에 대한 산업화 가능성 연구

- 현재 코로나19 진단을 위한 항원개발 및 코로나19 모델동물인 햄스터를 이용한 효능평가 수행 중