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- 김지희‧이영희 교수 연구팀, 광전자전류 증폭 구현으로 3세대 고효율 태양전지 개발 견인
- 김지희‧이영희 교수 연구팀, 광전자전류 증폭 구현으로 3세대 고효율 태양전지 개발 견인 - ADVANCED MATERIALS 게재 에너지과학과 김지희 교수·나노구조물리연구단 이영희 연구단장 연구팀(제1저자: 에너지과학과 김성태 학생)은 단일 양자점을 원자현미경 탐침에 부착한 후 빛을 쬐여 광전류를 증폭하는데 성공했다고 밝혔다. 일반적으로 빛 알갱이(광자) 한 개는 전하 운반입자(캐리어) 한 쌍만 발생시킬 수 있다. 여분의 빛 에너지는 열로 방출되기 때문에 태양광을 모두 전기로 전환하기 어렵다. 다만 특정 조건에서 광자 한 개로 발생한 전자-정공(캐리어) 한 쌍의 여분 에너지가 열로 방출되는 대신 두 개 이상의 캐리어를 추가로 발생시키는 캐리어 증폭 현상은 제3세대 태양전지 효율을 크게 높일 수 있는 열쇠로 주목받아 왔다. 양자점에서는 에너지 준위가 분리되어 전자-포논 산란을 억제할 수 있기 때문에 열손실 없이 높은 캐리어증폭 효율을 보일 것으로 기대하고 있지만, 캐리어증폭 현상을 규명하기 위해 기존에 사용하던 광학 측정 방법은 태양전지 등 소자에 직접 적용하는데 한계가 있었다. 또한 기존의 측정법으로는 양자점을 분산시킨 용액 혹은 균일한 양자점 필름 시료에서만 캐리어 증폭 연구가 가능했기 때문에 양자점 하나에서 발생하는 캐리어 증폭 현상을 정확히 분석하기 어려웠다. 이에 연구진은 원자현미경을 이용하여 발생한 광캐리어를 재추출하여 광전류로 측정하고 단일 양자점 내에서 증폭된 캐리어의 전류 변화를 관측하는 방법을 고안했다. 연구진은 원자현미경 전도성 탐침 첨단에 유전영동기법을 이용하여 황화납 양자점을 부착하고, 양자점이 부착된 탐침을 그래핀 전극에 수십 나노미터 내외로 정밀하게 접근시켜 작은 접촉저항과 짧은 채널거리를 구현했다. 이 구조는 박막형 양자점 태양전지와 유사한 형태의 수직접합구조로, 전자-정공의 재결합률 제어가 가능하고 캐리어 추출 효율을 높여 국소광전류를 발생시킬 수 있다. 측정된 국소광전류 결과로부터 추출한 양자효율은 현재까지 보고된 양자점 캐리어증폭 결과 중 가장 높은 효율인 99%에 도달했고 최저 캐리어증폭 임계에너지를 달성하였다. 연구진이 개발한 원자현미경을 이용한 광전류 증폭은 저차원 소자에서 광전류 증폭 현상을 직접적으로 평가할 수 있는 새롭고 독보적인 평가 기술이다. 추후 광전류 증폭 현상을 활용한 제3세대 고효율 태양전지 개발에 있어 선도적인 기반기술력을 확보하고 새로운 산업 창출의 밑거름이 될 것으로 예상한다. 본 논문은 응용물리분야 국제저널랭킹 상위 2% 이내인 Advanced Materials(영향력지수=25.809)에 3월 4일(수) 온라인 게재되었다. 출처 : https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=79375
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- 작성일 2020-03-13
- 조회수 661
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- 화학공학/고분자공학부 박재형 교수, 암세포 터뜨리는 나노 기포로 암 치료 효과 높인다
- 성균관대 연구팀 "초음파 쬐어 암세포 사멸 유도" (대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 암세포를 터뜨려 체내 면역력을 높이는 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기 기포가 개발됐다. 한국연구재단은 성균관대 박재형 교수 연구팀이 초음파를 쬐어 나오는 나노 기포를 이용해 암 세포막의 파열을 유발할 수 있는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 암세포가 세포막을 파괴해 스스로 사멸하는 '네크롭토시스'(necroptosis) 반응은 분해효소가 관여할 필요가 없어 면역유발물질의 손상을 최소한으로 줄일 수 있다. 하지만 대부분의 암세포에서 네크롭토시스를 유발하는 단백질의 발현량이 낮아 이를 이용한 치료제 개발에 한계가 있다. 연구팀은 단백질이 아닌 물리적 자극을 이용, 유사 네크롭토시스 반응을 유도하는데 성공했다. 기포를 이용해 암세포를 터뜨리는 고분자를 설계한 뒤 초음파를 쬐어주면 고분자 내 액체가 기체로 변하면서 부피가 팽창, 세포막의 파괴를 유도하는 원리이다. 연구팀은 공초점 현미경을 통해 초음파를 쬐어주면 나노 기포에 의해 암세포의 구조가 붕괴하는 것을 관찰했다. 특히 대장암 세포에 나노 기포를 처리하면 활성산소를 처리한 경우와 달리 면역유발물질이 손상되지 않는 것이 확인됐다. 연구팀이 폐암을 유발한 생쥐 모델에 면역관문억제제(체내 면역 시스템을 활성화해 암세포를 공격하는 치료제)와 나노 기포를 함께 투여한 결과 면역관문억제제를 단독으로 투여할 때보다 종양 무게가 97%가량 감소한 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'(Advanced Materials) 지난 3일 자 온라인판에 실렸다. jyoung@yna.co.kr <저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>2020/03/09 12:00 송고 출처 : https://www.yna.co.kr/view/AKR20200309048100063?input=1195m
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- 작성일 2020-03-10
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- 우리 대학, ‘SKKU Fellowship 교수' 6명 선정 (화학공학/고분자공학부 김동환 교수)
- 우리 대학, ‘SKKU Fellowship 교수' 6명 선정 우리 대학은 '2019 SKKU-Fellowship' 교수로 방오영(의학과) 교수를 선정했다. '2019 SKKU Young-Fellowship' 교수로는 한희준(경제학과), 김안드레아(경영전문대학원), 킨카찬드라다스(수학과), 김동환(화학공학/고분자공학부), 이창구(기계공학부) 교수가 선정되었다. 2019 SKKU-Fellowship은 연구논문의 질적 수준(논문 피인용 수, IF합 등)을 기준으로 학문 분야별 최우수 교수를 선정했다. SKKU-Fellowship 제도는 우리대학이 2004년부터 교수에게 수여하는 최고의 영예로, 학문 분야별로 연구력 수준이 세계적 수준에 안착하였거나 접근 가능성이 높은 최우수 교수를 선정하여 파격적인 연구 지원과 명예를 부여하는 제도이다. 최고의 연구력 수준을 가진 교수로 하여금 강의 의무를 최소화하여 연구에 집중하게 함으로써 질적으로 세계적 수준의 연구 성과를 창출할 수 있도록 연구 환경을 개선하는 데 그 목적을 두고 있다. 출처 : https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.domode=view&articleNo=78271&article.offset=0&articleLimit=10
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- 작성일 2020-02-19
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- 화학공학부 박재형 교수, '차세대 과학자상' 수상
- 신용일 교수 등 젊은 과학자 6명에 `차세대과학자상` - 17일 에쓰오일 과학문화재단 시상식 기초과학과 공학 분야에서 높은 잠재력을 지닌 젊은 과학자들에게 주어지는 차세대과학자상 수상자 6명과 최근 2년 내 독창성과 우수성이 돋보이는 이공계 박사학위 논문을 발표한 국내 대학 졸업생에게 주어지는 '우수학위논문상' 수상자 10명이 선정됐다. 한국과학기술한림원과 한국대학총장협회, 에쓰오일 과학문화재단은 17일 서울 마포구 에쓰오일 본사에서 '2019년도 에쓰오일 과학문화재단 시상식'을 열고, '제1회 차세대과학자상' 수상자 6명과 '제9회 우수학위논문상' 수상자 10명 등 16명에게 상패와 상금을 수여했다고 밝혔다. 차세대과학자상과 우수학위논문상은 과기한림원과 대학총장협회가 주관하고 에쓰오일 과학문화재단이 후원한다. 특히 올해 신설된 차세대과학자상은 물리학·화학·생리의학·화학 및 재료공학·에너지·IT 등 총 6개 분야에서 최근 10년 이내 탁월한 연구 성과를 보인 만 45세 이하 젊은 과학자들에게 수여됐다. 이들에게는 4000만원의 연구지원금이 지급된다. 물리학 분야에서 수상자로 선정된 신용일 서울대 물리천문학부 교수는 반강자성 스피너 초유체에서 스커미온, 반양자수 양자 소용돌이 등 새로운 위상학적 들뜸 상태를 처음으로 관측한 성과를 인정받았다. 화학 분야에서는 이차원 소재인 질화붕소 나노시트(hBN)를 대면적·단결정으로 성장시키는 획기적인 기술을 개발한 김수민 한국과학기술연구원(KIST) 선임연구원이, 생리의학 분야에서는 간성상세포가 간세포 내 지질대사를 방해해 지방을 축적시키는 기작을 밝힌 정원일 KAIST 의과학대학원 교수가 각각 선정됐다. 화학 및 재료공학 분야 수상자인 박재형 성균관대 화학공학·고분자공학부 교수는 암·관절염·동맥경화 등 난치성 질환을 효율적으로 진단·치료할 수 있는 자극감응형 생체 소재를 개발한 연구 성과로 1만회가 넘는 논문 인용 횟수를 기록한 바 있다. 에너지 분야 수상자인 서장원 한국화학연구원 책임연구원은 높은 효율의 페로브스카이트 태양전지를 개발해 학술적인 성과를 인정받는 한편 기술 이전에 성공했다. 정보기술(IT) 분야에서는 영화 등에 활용 가능한 실사 영상을 만들 수 있는 몬테카를로 레이 추적기술 등을 발전시킨 윤성의 KAIST 전산학부 교수가 수상자로 꼽혔다. 우수학위논문상은 수학 부문에서 서울대의 김정호 씨와 권예현 씨가 각각 대상과 우수상을 수상했고 물리학 부문에서는 서울대 이명재 씨가 대상을, 부경대 이승훈 씨가 우수상을 수상했다. 화학 부문 대상은 KAIST 박윤수 씨, 우수상은 서울대 박정은 씨에게 돌아갔고 생명과학 부문 대상은 KAIST 백진희 씨, 우수상은 서울대 류희주 씨에게 돌아갔다. 화학 및 재료공학 부문에서는 서울대 권기창 씨가 대상을, KAIST 최윤석 씨가 우수상을 각각 수상했다. 우수학위논문상 대상 수상자에게는 1000만원, 우수상 수상자에게는 500만원 등 연구지원금이 각각 지급된다. 이들의 지도교수에게는 각각 대상 500만원, 우수상 300만원의 포상금이 주어진다. 한민구 과기한림원장은 "한국 과학기술계의 미래를 위해서는 젊은 과학자들이 연구에 매진할 수 있도록 지원하는 것이 가장 중요하다"며 "올해부터는 박사학위 졸업생에 더해 차세대 과학자들까지 함께 시상함으로써 더 많은 연구자들의 학문적 열정을 북돋아주고자 한다"고 밝혔다. [송경은 기자] [ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지] 출처 : https://n.news.naver.com/article/009/0004484000
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- 작성일 2019-12-18
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- 화학공학과 박호석교수, 한국차세대과학기술 한림원 회원 선출
- 평균나이 만40.7세, 미래 촉망 젊은 과학자 26人 - 과기한림원, 5일 차세대과학기술한림원 신입회원 선출 - 물리학, 무기화학, 의학, 면역학, 재생에너지 등 분야 다양 - "젊은 과학자 주축 돼 정책 활동, 해외 교류 추진할 예정" 한국의 미래 과학기술을 선도할 젊은 과학자 26인이 선출됐다. <사진=한국과학기술한림원 제공> 과학기술 부문 최고 석학기관에서 한국의 미래 과학기술을 선도할 젊은 과학자를 선출했다. 입자물리학, 무기화학, 의학, 면역학, 대기과학, 재생에너지 등 분야도 다양하다. 한국과학기술한림원(원장 한민구)은 한국의 미래 과학기술을 선도할 최우수 젊은 과학자 26명을 '2020년도 한국차세대과학기술한림원'(Y-KAST) 신입회원으로 선출했다고 5일 밝혔다. 차세대 회원 대상은 학문적 성과가 뛰어난 연구자다. 특히 박사학위 취득 후 국내에서 이룬 연구 성과를 중점적으로 평가한다. 평가를 통해 국가 미래 과학기술 발전에 기여할 가능성이 높은 과학자를 최종 선출한다. 올해 선출된 회원의 평균 나이는 만 40.7세다. 김석 서울대 교수는 양자장이론·초끈이론 분야에서 이미 국제적 수준의 성과를 내고 있는 점을 인정받아 신입 회원으로 선출됐다. 박호석 성균관대 교수는 꿈의 신소재라 불리는 2차원 반도체 '포스포린'의 에너지 저장 기작을 규명한 공로다. 또 무기화학 분야에서 독창적인 연구를 개척하고 있는 문회리 UNIST(울산과학기술원) 교수, 나노 역학 분야에서 활발히 활동하는 한승민 KAIST 교수도 선정됐다. 한민구 원장은 "젊은 과학자들이 주축이 돼 정책 활동과 해외 교류를 추진할 예정"이라며 "이들의 목소리를 귀 기울여 젊은 과학자들이 연구하기 좋은 환경을 만들고 향후 세계적 리더로 성장할 수 있도록 노력하겠다"고 밝혔다. <저작권자(c) HELLODD, 무단 전재 및 재배포 금지> 김인한 기자 inhan.kim@HelloDD.com 출처 : http://hellodd.com/?md=news&mt=view&pid=70505
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- 작성일 2019-12-12
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- 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수 연구팀, 바이오잉크 및 세포-프린팅 기술 개발을 통한 근육 조직 재생 성공
- 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수 연구팀, 바이오잉크 및 세포-프린팅 기술 개발을 통한 근육 조직 재생 성공 - 근육 세포 및 조직의 성장과 배열성을 유도한 인공 조직 개발로 근육 조직 재생 획기적으로 향상 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수 연구팀은 살아있는 세포가 포함된 세포-프린팅(cell-printing)용 바이오잉크의 개발과 근육 조직의 재생이 가능한 바이오 제작 기술을 개발하는 데 성공했다. 연구팀은 개발한 바이오잉크의 살아있는 세포를 실제 근육처럼 한 방향으로 배열되어 성장하게 유도해 근육의 조직재생 효과를 높였다. 조직재생공학은 인체 병변 부위에 실제 조직과 유사한 인공조직을 이식하여 재생효과를 극대화하는 것을 목표로 발전되어 온 분야이다. 이를 위해 살아있는 세포가 포함된 바이오잉크로 인공조직을 제작하는 세포-프린팅 공정이 유용하게 사용되고 있다. 특히 근육 조직의 경우 세포가 근섬유 방향으로 세포가 정렬되어야 효과적인 재생 효과를 얻을 수 있으며, 더 나아가 실제 형태/기능을 가지는 근육 미니장기의 개발은 루게릭병 등과 같은 근육 손실 질환을 극복하는 기반이 될 수 있다. 하지만 오늘날 일반적으로 사용되는 바이오잉크와 세포-프린팅 공정으로는 세포를 배열시키는 것에 한계를 보이고 있다. 김근형 교수 연구팀은 세포-프린팅 공정을 통해 세포의 성장과 배열을 제어하기 두 가지 기술을 바탕으로 기존의 생체유래 소재 기반 바이오잉크를 개발하였다. i) 콜라겐 기반 바이오잉크에 금-나노입자를 첨가하여 새로운 바이오잉크를 개발하여, 전단력 및 전기장의 방향 조절을 통해 나노입자의 배열성을 제어하고, 이를 통해 세포의 성장 및 정렬을 유도하였다. 또한, 전남대학교 병원 장철호 교수 연구팀과의 협업을 통해 제작한 근육 조직이 큰 범위의 손실된 근육 조직을 완벽히 재생한 것을 확인하였다(그림 1 참조). ii) 김근형 교수 연구팀은 미국 최대 조직공학 연구소 중 하나인 Wake Forest Institution for Regenerative Medicine(WFIRM)의 이상진 교수 연구팀과 국제 연구 교류를 통해 광경화가 가능한 세포외기질 기반 바이오잉크를 개발하였고, 합성 고분자인 Poly(vinyl alcohol) (PVA)를 첨가하여 세포를 배열시키는 것에 탁월한 효과를 보이는 새로운 바이오잉크를 개발하였다. 연구팀은 제작 과정 중 온도와 속도, 압력 등을 조절하여 개발 한 바이오잉크 내의 세포를 한 방향으로 완벽히 배열 및 성장 할 수 있게 하였다. 현재 개발한 바이오잉크를 이용해 제작한 근육 조직은 동물 실험 평가가 진행 중에 있다(그림 2 참조). 김근형 교수는 “이 연구는 나노입자의 배열성을 조절하거나 합성 고분자를 통해 세포를 직접적으로 배열시키는 새로운 개념의 세포-프린팅 공정기술”이라며, “골격근뿐만 아니라 심근, 인대 등과 같이 인체 내에 존재하는 배열 조직 재생을 위한 보다 효과적이고 새로운 방법이다”라고 설명했다. 이 연구들은 교육과학기술부 한국연구재단 기초연구사업(중견연구자지원사업)의 지원으로 수행되었다. 나노과학(Nano science) 분야 세계적인 학술지 Nano Letters(impact factor 12.279)와 생체 재료(Biomaterials) 분야 최고 국제 학술지 Biomaterials(impact factor 10.273)에 게재되었다. [기사링크] 조선비즈 https://biz.chosun.com/site/data/html_dir/2019/11/27/2019112702158.html?utm_source=naver&utm_medium=original&utm_campaign=biz 연합뉴스 https://www.yna.co.kr/view/AKR20191126110900063?input=1195m 출처 : https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.do?mode=view&articleNo=76431
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- 작성일 2019-12-05
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- [Research Stories] 인간능력증대를 위한 생체모방전자소자
- - 바이오전자소자와 생체모방을 접목한 기술로 국제저명학술지에 연달아 발표 - 화학공학/고분자공학부김태일교수 김태일교수 연구팀은 생체모방기술 (자연의 구조물에서 얻은 모티드를 공학적으로 재해석하는 기술)과 유연전자소자 (잡아당길 수 있는 기판에 구현한 전자소자) 기술을 접목하여 새로운 생체모방전자소자를 연구하고 있다. 반도체기반의 공정을 이용하여 기존 바이오전자소자가 가지는 크기 및 성능의 한계를 극복하는 연구를 진행해 오고 있으며 특히 생체모방기술에서 얻은 여러가지 감각기관 (시각, 촉각, 청각 등)의 구조를 재해석하여 유연전자소자화 하고자 한다. [1] 특히, 곤충의 진동감각기관 (lyriform slit organ)을 모사한 인공고막등의 기술을 세계 최소로 제시하여 기존 바이오소자인 인공달팽이관장치 (인공와우)의 대안기술이 될 수 있으며, 전자소자의 유연함은 눈과 같은 곡선형 (curvilinear)구조에서도 적용가능하여 인간감각기관의 증진을 가져올 수 있다. 관련기술은 신경인터페이스 기술과 접목하여 신경의 전기활성도를 생체모방소자로 측정 혹은 자극하여 스트레스호르몬등을 제어할 수 있다. 또한, 본 연구실은 유연소자가 가지고 있는 가장 큰 문제점인 방열의 문제점을 흰개미집 (termite mound)구조를 본따 계층구조의 병열을 해결[2]하고 또한 유연전자소자에 적용함으로 유연소자의 특성을 한단계 업그레이드 할 수 있는 방법[3]을 제시하였다. 이러한 유연생체모방소자 관련 기술은 비단 바이오소자 뿐만 아니라 최근 상업화되고 있는 롤러블 (rollable), 접을 수 있는 (foldable)소자로도 응용가능한 연구[4]를 진행 하고 있어 연구실 졸업생은 차세대소자의 경험으로 삼성, LG등 연구소부터 해외대학 박사후연구원까지 매우 다양한 분야로 진출이 가능하다. [1]. Yei Hwan Jung, B. Park, J.U. Kim, and Tae-il Kim*, "Bioinspired Electronics for artificial sensory systems" Adv. Mater._31 (34) 183637 (Aug 2019) [impact factor 25.809] [Link]_미융파, 나노, 기본 [2]. Byeonghak Park, J.U. Kim, J. Kim, D. Tahk, C. Jeong, J. Ok, J. Shin, D. Kang, Tae-il Kim* "Strain-Visualization with Ultrasensitive Nanoscale Crack-based Sensor Assembled with Hierarchical Thermochromic Membrane" Adv. Funct. Mater. 29 (40) 1903360 (Oct 2019) [3]. Haeleen Hong, Y.H. Jung, J.S. Lee, C. Jeong, J.U. Kim, S. Lee, H. Ryu, H. Kim, and Tae-il Kim*, "Anisotropic thermal conductive composite by guided assembly of boron nitride nanosheets for flexible and stretchable electronics", Adv. Funct. Mater. 29 (37) 1902575 (Sep 2019) [impact factor 15.621] [4]. Chanho Jeong, J.S. Lee, B. Park, C.S. Hong, J.U. Kim and Tae-il Kim*, "Controllable Configuration of Sensing Band in a Pressure-Sensor by Lenticular Pattern Deformation on Designated Electrodes", Adv. Mater. 31,(36), 1902689 (Sep 2019) 출처 : https://www.skku.edu/skku/research/industry/researchStory_view.do?mode=view&articleNo=76344
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- 작성일 2019-12-02
- 조회수 758
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- 화학공학/고분자공학부 엄숭호 교수 연구팀, 유전자 바이오 마커 검출 효율 대폭 개선
- 화학공학/고분자공학부 엄숭호 교수 연구팀, 유전자 바이오 마커 검출 효율 대폭 개선 - 중합효소 연쇄반응(PCR)기술을 대체할 탐침 집약 등온 가닥 치환(iPSR)’기술 개발 - 수분 이내에 체외 진단 가능, 고성능 유전자 동시 판단 가능 - 향후 질환 예방 및 맞춤형 치료에 대한 새로운 지표 제안 [그림1] 엄숭호 교수, 신승원 연구원, 안소연 연구원 화학공학/고분자공학부 엄숭호 교수 연구팀은 등온 조건에서의 암 핵산 바이오 마커의 검출 효율을 혁신적으로 개선한 접근방식 및 시스템을 개발하였다고 밝혔다. 바이오 마커의 검출 과정을 화학 반응 역학적 관점에서 고찰한 이번 연구는 핵산 바이오 마커의 검출 한계를 근본적으로 대폭 개선하였을 뿐만 아니라 탐침과 타겟의 상호 반응을 수반하는 모든 시스템에의 적용 가능성을 제시하였다. 이번 연구는 보건복지부가 주최하는 보건의료기술 연구개발 사업 내 포스트게놈 다부처 유전체사업과 교육과학기술부 산하 한국연구재단의 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행되었으며, 분석 화학의 최고 권위지인 ‘Analytical Chemistry’에 11월 15일 게재되었다. 연구팀은 핵산 나노공학기술에 기반을 둔 다수의 탐침을 집약하는 핵산 나노 구조체를 디자인 및 합성하여 중합효소 연쇄반응 (Polymerase Chain Reaction: PCR) 기반 기술에 대적하는 기존의 등온 가닥 치환 반응 기반 기술의 핵산 바이오 마커 검출 효율을 최대 약 300배 개선하였다. 기존 핵산 바이오 마커 검출 기술인 중합 효소 연쇄반응 기반 시스템은 복잡한 시약과 기기의 필요성으로 인해 실험실 수준에서의 구동만 가능한 실정이었다. 이에 연구팀은 등온 가닥 치환 기술의 장점을 포괄하며 검출 한계 또한 대폭 개선한 탐침 집약 접근방식-일명, 탐침 집약 등온 가닥 치환(Probe-localized Isothermal Strand Replacement: iPSR)을 개발하였다. 이는 핵산 바이오 마커 등온 검출 기술의 새로운 방향을 제시할 뿐만 아니라, 화학 반응 역학 관점의 접근방식에 따른 다방면에서 보편적 활용도 가능하다. [그림2] 다수의 탐침이 집약된 DNA 나노 구조체와 iPSR 응용의 예시 모든 바이오 센서의 타겟 검출 과정은 탐침의 타겟 인식, 인식된 정보의 시그널화 과정으로 이루어져 있으며, 현재 개발된 대표적인 핵산 바이오 마커 검출 기술들은 PCR 기반에 타겟 물질 자체의 증폭 또는 생성된 전기 화학적 시그널의 증폭을 통해서 검출 효율을 증대하는 방식에 집중하고 있다. 본 연구에서는 기존 틀에서 벗어나 저농도에서 급감하는 탐침과 타겟 분자 간의 반응에 필요한 유효 충돌 빈도를 근본적으로 개선하는 접근방식을 채택하였다. 탐침과 타겟의 반응을 하나의 화학 반응으로 가정하고, 분자 간의 충돌 빈도를 개선하는 반응 역학의 근본적 관점은 바이오 마커의 검출 효율을 대폭 개선하였을 뿐만 아니라 분자 간의 충돌을 수반하는 모든 화학 반응에서의 보편적인 적용 가능성을 시사한다. 본 기술은 ㈜ DNANO(대표 이영구)를 통해서 새로운 유전자 진단칩 기술 개발에 적용되어 곧 상용화될 예정이다. 엄 교수는 “상대적으로 짧은 시간 내에 PCR 없이 획기적으로 개선된 유전자 검출 가능성을 제시하였으며, 핵산 탐침을 사용하는 어떤 시스템에도 보편적으로 적용 가능하다”면서“실제 임상 진단에서 빠른 치료제 처방과 약물 효능에 대한 실시간 모니터링을 통해 환자 맞춤형 치료에 크게 이바지할 것”이라고 말했다. 출처 : https://www.skku.edu/skku/campus/skk_comm/news.domode=view&articleNo=76095&article.offset=0&articleLimit=10
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- 작성일 2019-11-22
- 조회수 797
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- '올해 세계에서 가장 영향력있는 연구자' 국내 41명..서울대 UNIST 고대 KAIST 성대 톱5
- - 서울대 8명 '최고'.. UNIST 6명, 고대 4명, KAIST/성대 각 3명 순 [베리타스알파=강태연 기자] 최근 클래리베이트 애널리틱스(전 톰슨 로이터)가 발표한 '2019년 세계에서 가장 영향력 있는 연구자'에 국내 연구자 41명이 선정됐다. 국내 대학 18개 소속이다. 국내 대학 중 연구자를 가장 많이 배출한 곳은 서울대다. 연구자 8명이 9개 분야에 이름을 올렸고, 지난해와 동일한 수치다. 이어 UNIST(6명) 고려대(4명) KAIST(3명) 성균관대(3명)가 톱5에 자리했다. 지난해 고려대(5명) KAIST(5명) 성균관대(4명)에 비해 수치가 줄었다. UNIST의 경우 인원은 같지만 분야가 2개 줄었다. 지난해부터 크로스필드(분야 교차 선정) 항목이 신설되면서 해당 분야 한국 대학의 연구자가 증가했지만, 올해는 지난해 대비 11명 줄어들었다. 미국 글로벌 학술정보회사 클래리베이트 애널리틱스(Clarivate Analytics)가 최근 공개한 '2019년 세계에서 가장 영향력 있는 연구자'에 따르면 국내 대학 연구자 41명이 45개 분야에서 선정됐다. 박주현 연구자가 3부문, 로드니루오프 연구자가 2부문, 현택환 연구자가 2부문에서 중복 선정된 수치다. 선정된 6216명 중 3%에 해당하는 11명만이 3개분야에서 선정됐고, 국내에서는 박주현 연구자가 11명 안에 이름을 올렸다. 올해 한국 대학 연구자의 세계 순위는 19위다. 클래리베이트 애널리틱스가 발표한 '2019년 세계에서 가장 영향력 있는 연구자'에 국내 연구자 41명이 선정됐다. 국내 대학 18개 소속이다. /사진=서울대 제공 <선정자수 최다 서울대.. UNIST 고려대 KAIST 성균관대 톱5> 서울대는 국내 대학 중 가장 많은 선정자를 배출했다. 9개 분야(중복 포함)에서 연구원 8명이 선정됐다. 지난해와 동일한 수치로, 수상인원만 조금 변경됐다. 크로스필드 분야 강기석 김해겸 이태우 3명, 재료과학 분야 김대형 최장욱 현택환 3명, 임상의학 분야 김동완 1명, 미생물학 천종식 1명, 화학 분야 현택환 1명으로 현택환 선정자는 화학/재료과학 두 분야에서 중복 선정됐다. 두 번째로 선정자가 많은 학교는 UNIST다. 연구자 6명이 7개 분야에서 명단에 올랐다. 크로스필드 분야에서 김광수 백종범 석상일 이현욱 4명, 재료과학 로드니루오프 조재필 2명, 화학 로드니루오프 1명이 확인됐다. 로드니루오프 선정자는 화학/재료과학 분야에서 중복 선정됐다. UNIST는 지난해 9개 분야에서 6명이 선정된 것에 비해 선정분야가 감소했다. 고려대는 4명을 4개 분야에서 배출했다. 화학 분야 김종승 1명, 크로스필드 분야 노준홍 1명, 환경/생태학 분야 옥용식 1명, 공학 분야 안춘기 1명이다. 지난해 선정자는 5명으로, 지난해에 비해 1명 줄었고 김종승 노준홍 옥용식 선정자들은 지난해에 이어 올해도 선정됐다. KAIST는 3명의 연구자가 3개 분야에서 선정됐다. 사회과학 분야 엄지용 1명, 생물학/생화학 분야 이상엽 1명, 화학 분야 장석복 1명이다. 지난해 5명, 5개 분야 선정과 비교했을 때 올해 수치가 하락했다. 성균관대도 지난해 4명에서 1명 줄은 3명이 선정됐다. 3개 분야에 이름을 올려, 지난해 대비 2개 분야가 줄은 수치다. 선정자는 모두 크로스필드 분야로 박남규 안명주 이영희 3명이다. KIST(한국과학기술연구원)는 지난해와 동일하게 2명이 2개 분야에 선정됐다. 인원도 모두 동일하다. 약리학/독성학 분야 권익찬 1명과 크로스필드 분야 김광명 1명이다. 달라진 점은 김광명 선정자의 분야가 지난해 약리학/독성학에서 크로스필드로 변경된 것이다. KIST의 정식명칭은 한국과학기술연구원(Korea Institute of Science and Technology)으로 기초과학기술을 개발하는 국책 연구기관이다. '한국의 공업기술 및 응용과학연구소 설립'에 관한 한/미 양국 대통령의 공동 성명을 바탕으로 1966년 설립됐다. 1960~70년대는 산업기술 개발, 1980년대는 선진기술 모방, 1990년대 선진기술 추격 연구에 주력했으며 2000년대 들어서는 산하 조직인 미래융합기술연구본부 국가기반기술연구본부 뇌과학연구소 의공학연구소 등에서 융복합 미래원천기술 개발을 중점 연구하고 있다. IBS(기초과학연구원) 선정자는 2개 분야 2명으로 확인됐다. 생물학/생화학 분야 김진수 1명과 크로스필드 분야 악셀티머맨 1명이다. 김진수 선정자는 지난해에 이어 올해도 선정됐다. 선정자들의 2소속 대학에서는 IBS 소속자가 5명이나 파악됐다. IBS의 정식명칭은 기초과학연구원(Institute for Basic Science, IBS)으로 2011년 우리나라가 과학기술발전정책의 일환으로 국제과학비즈니스벨트 내에 설립한 정부출연연구소다. IBS는 기존의 대학, 연구기관 등과 임무, 연구분야, 운영 형태가 다른 특징이다. 주로 기초과학 미지의 연구 영역에서 장기형(long-term), 대형, 집단 연구를 수행한다. 즉 대학에서 수행하기 어려운, 상당한 연구기간과 대규모 투자가 필요한 장기/모험 연구를 전담한다. 독일 막스플랑크연구회(MPG)나 일본 이화학연구소(RIKEN)도 같은 형태로 기초과학 연구를 수행하고 있다. 한양대는 지난해 대비 1명 늘어, 2개 분야에서 2명의 선정자를 냈다. 환경/생태학 분야 김기현 1명, 재료과학 분야 선양국 1명이다. 경북대는 지난해와 동일하게 2명이 2개 분야에서 성과를 냈다. 크로스필드 분야 이상문 1명, 공학 분야 정성화 1명으로 선정자와 분야 모두 지난해와 동일하다. 충북대의 경우 권오민 선정자가 지난해에 이어 올해도 선정됐다. 다만 지난해에는 크로스필드 분야였지만 올해는 수학 분야였다. 인하대도 박성진 선정자가 지난해에 이어 올해도 선정됐고, 선정 분야도 크로스필드로 동일했다. 영남대의 경우 선정자는 1명이지만 3개 분야가 선정됐다. 박주현 선정자는 컴퓨터공학 공학 수학 분야에서 모두 선정돼 전체 선정자 중 3%에 해당하는 3개 분야 선정자로 이름을 올렸다. 연세대는 크로스필드 분야 안종현 1명, 이화여대 화학 분야 윤주영 1명, 전북대 크로스필드 분야 이태희 1명, 경희대 농학 분야 임종환 1명, 포스텍 크로스필드 분야 최원용 1명, 세종대 사회과학 분야 한희섭 1명이 선정됐다. <세계에서 가장 영향력 있는 연구자는> 클래리베이트 애널리틱스의 ‘세계에서 가장 영향력 있는 연구자(Highly Cited Researcher, HCR)’는 각 분야에서 당해 가장 많이 피인용된 상위 1%의 논문을 기준으로 선정된다. 연구자 선정을 통해 전세계 영향력이 높은 연구자들을 파악하고, 성과 공유를 통한 지식 경계의 확장과 혁신을 도모한다는 취지다. 올해 HCR 명단에는 올해의 노벨상 수상자인 존스 홉킨스 대학의 그렉 세멘자(노벨 생리의학상)와 텍사스 대학의 존 굿이너프(노벨 화학상), 매사추세츠 공과대학의 에스테르 뒤플로(노벨 경제학상) 등을 포함해 총 23명의 노벨상 수상자들이 포함됐다. 노벨상 수상이 유력한 것으로 클래리베이트가 선정한 57명의 피인용우수연구자도 포함됐다. 지난해부터 선정된 기준인 크로스필드(Cross-field) 항목은 여러 분야에서 상당한 영향력을 가지고 있지만, 단일 분야에서의 피인용 횟수가 상위 1%에 미치지 못하는 연구자들을 파악하기 위해 만들어졌다. 예를 들어 면역학자는 생화학자이면서 동시에 분자 생물학자로 분류될 수 있고, 화학연구자 역시 재료 과학자나 공학자로 분류될 수 있다. 즉 그동안 인위적으로 설정했던 전통적 범주를 뛰어넘어 융합 과학 시대의 연관성에 부합하도록 선정 기준을 신설했다. 연구자 선별은 클래리베이트 산하 ISI (Institute of Scientific Information) 데이터와 통계 전문가들의 분석 정보를 바탕으로 이뤄진다. 또한 과학/학술 연구문헌을 제공하는 ‘웹 오브 사이언스’에서 발표한 학술 논문 발표 횟수와 인용 데이터, 과학적 연구 성과 등을 고유한 방법으로 수치화한 지표인 ESI(Essential Science Indicators)도 함께 활용한다. <세계 1위 미국.. 중국 영국 톱3> 올해 선정자를 가장 많이 배출한 국가는 미국 2737명이다. 올해는 중국이 영국을 제치고 636명으로 2위를 기록했다. 지난해 2위를 기록했던 영국은 올해 517명으로 3위를 기록했다. 중국의 경우 HCR 명단에 이름을 올린 연구자 수가 지난해 482명에서 올해 636명으로 대폭 증가했다. 또한 중국에서는 ESI의 21개 주요 카테고리에 이름을 올린 연구자의 수도 2014년 이후 3배 정도 증가한 것으로 나타났다. 반면 영국의 연구기관에서 활동하는 HCR의 수는 2018년 546명에서 올해 517명으로 감소했고, 독일과 네덜란드 기반의 HCR 수 또한 감소한 것으로 나타났다. 올해 연구자들은 60여 개 국가에서 선정됐으며, 선정자 80%이상이 10개국 출신으로 확인됐다. 국가별 상위 10개국은 톱3인 미국(2737명) 중국(636명) 영국(517명) 다음으로, 독일(327명) 호주(271명) 캐나다(183명) 네덜란드(164명) 프랑스(156명) 스위스(155명) 스페인(116명) 순이다. 호주의 연구 기관은 계속해서 인상적인 성과를 내고 있는 것으로 나타났다. 호주는 21개 분야 중 한 개 이상의 분야에서 선정된 HCR 연구자 수가 2014년 80명에서 2019년 271명으로 6년간 세 배 이상 증가하며 두각을 나타냈다. 호주 연구기관은 2014년 이후 HCR에 선정된 연구자들을 대거 채용했으며, 호주 출신 HCR 연구자들의 수 또한 계속해서 증가하고 있는 것으로 나타났다. 선정자가 최다 소속한 기관은 올해도 하버드대학교였다. 소속 연구자 203명이 선정된 결과다. 2위를 기록한 소속 기관은 미국 스탠포드 대학교로 소속 연구자 103명이 선정됐다. 3위에는 중국 과학원이 선정됐다. 지난해 91명으로 4위를 기록한 중국 과학원은 올해 101명이 선정돼 한 단계 위로 올라갔다. 지난해에는 선정 연구자 소속 대학 톱3가 모두 미국에서 나왔지만, 올해는 중국이 톱3에 들어갔다. 톱3에 이어 독일 막스 플랑크 협회(73명), 미국 브로드 인스티튜트(60명), 미국 캘리포니아 버클리 대학(58명), 미국 워싱턴 대학(55명), 미국 듀크 대학(54명), 미국 MIT(54명), 미국 메모리얼 슬론 케터링 암 센터(54명), 미국 캘리포니아 샌디에이고 대학(52명), 미국 UCLA(52명), 미국 예일대(51명), 영국 캠프리지 대학(50명), 미국 컬럼비아 대학(47명)이 상위 15개 기관에 이름을 올렸다. 한국은 41명이 45개 분야에서 선정되면서 세계 19위를 기록했다. 지난해 18위(52명/57개 분야)에서 순위도 하락했고, 중복 선정자를 포함한 수치도 12명 하락한 수치다. 한국의 선정자는 2014년 20명, 2015년 23명, 2016년 30명, 2017년 34명, 2018년 57명으로 해마다 증가세를 보이고 있었고, 올해의 경우에는 45명(중복포함)으로 줄었다. <저작권자©베리타스알파, 무단 전재 및 재배포 금지> 강태연 기자 (승인 2019.11.20 20:03) 출처 : http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=303977
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- 작성일 2019-11-22
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- [Research Stories] 면역바이오공학기반 항암면역치료제 한계 극복
- - 차세대 항암치료제인 면역관문억제제의 한계를 극복할 수 있는 신규 기술들을 국제저명학술지에 최근 연달아 발표 - 성균나노과학기술원 임용택교수 임용택 교수 연구팀은 2018년 노벨 생리의학상과 관련된 차세대 항암치료제인 면역관문억제제의 한계를 극복할 수 있는 신규 기술들을 국제저명학술지에 최근 연달아 발표하고 있다. 현재, 항암면역치료제 중 가장 널리 사용하고 있는 면역관문억제제 (Anti-CTLA4, Anti-PD-1, Anti-PD-L1 등)는, 실제 임상에서 환자의 반응율이 매우 낮으며, 대략적으로 5~30%로 머물러 있다. 면역관문억제제의 반응율은 종양 미세환경 (Tumor microenvironment)에 의해 좌우되는데, 항암면역세포 기능을 하는 항원제시세포나 T 세포의 양이 매우 적거나, 다양한 면역억제 인자 (Immunosuppressive factors)들에 의해 치료용 면역세포의 기능이 억제된 콜드튜머 (cold tumor)의 경우에는 그 반응율이 매우 낮은 것으로 알려져 있다. 임용택 교수 연구팀은 면역관문억제제의 반응율을 향상시키기 위하여, 기존 항암제와 면역활성화 물질이 담지된 나노면역컨버터를 개발하고, 치료용 면역세포의 리쿠르팅을 유도함과 동시에, 면역억제인자들을 제어함으로써, 콜드튜머를 핫튜머(hot tumor)로 전환시킬 수 있었다. 생체 내에 주입이 가능한 디스크와 젤 타입의 나노면역컨버터에 대한 연구결과들이 최근에 국제 저명 학술지에 게재 되었다 (Advanced Materials (IF=25.809). 2019년 9월 6일자 온라인 게재) (ACS nano (IF=13.903). 2019년 10월 7일자 온라인 게재). 임용택 교수는 “면역관문억제제에 대한 반응율을 높이기 위한 핵심기술은 종양미세환경에서, 실제로 암세포를 살상하는 역할을 하는 항원 특이적 T 세포의 분화 및 증식을 유도하는 것과, 종양에 존재하며 T세포의 기능을 저해하는 역할을 하는 면역억제세포 (MDSC, TAM, Treg) 및 면역억제기능 사이토카인 (TGF-beta, IL-10 등)을 조절하는 것입니다. 이번 연구에서는, 면역 반응 조절제인 레지퀴모드 (Resiquimod, R848)를 2가지 나노면역컨버터에 각각 로딩함으로써 방출거동 (sustained release)를 조절하여, 기존 레지퀴모드의 단점인 전신독성을 낮췄다는 장점이 있습니다. 환자의 종양 미세환경에 존재하는 면역억제세포의 기능을 조절하여, 면역관문억제제에 반응하지 않는 종양인 콜드튜머 (cold tumor)를 면역관문억제제에 반응하는 핫튜머 (hot tumor)로 전환시키며, 치료용 면역세포인 수지상세포, 대식세포, T세포의 활성화를 유도할 수 있으며, 면역억제세포인 종양 촉진 대식세포 (M2 macrophage)를 종양 억제 대식세포 (M1 macrophage)로 유도할 수 있습니다. 본 연구에서 개발된 두가지 플랫폼은 1) 종양이 수술로 완전히 제거되지 않는 상황이나 수술이 불가능한 상황에서 암의 재발과 전이를 방지할 수 있는 디스크형태, 2) 동결건조가 가능하고 항암면역치료 분야 뿐만 아니라 감염성 질환을 조절할 수 있도록 나노에멀젼의 형태로 개발하였습니다. 이번에 개발된 두가지 나노면역컨버터 제조에 사용된 원료는, 이미 인체적용에서 안전성이 증명된 생체적합성 소재로서, 임상적용 가능성이 매우 높으며. 특히, 환자마다 다른 종양미세환경에 존재하는 다양한 면역학적 인자들의 분석을 통하여, 면역관문억제제의 치료효율을 높이기 위해 암환자에서 추출한 신생항원 (neo-antigen)을 함께 전달하거나 환자 맞춤형 약물을 선택적으로 로딩할 수 있어 환자 맞춤형 항암백신으로의 효과도 기대할 수 있습니다.” 라고 발표했다. 논문명: Designer scaffold with immune nanoconverters for reverting immunosuppression and enhancing immune checkpoint blockade therapy (Advanced Materials(IF=25.809), September 6, 2019) 저자: Hathaichanok Phuengkham (제1저자, 박사과정), 송찬영 (공저자, 박사후연구원), 임용택 교수 (교신저자) 논문명: Lyophilizable and Multifaceted Toll-Like Receptor 7/8 Agonist-Loaded Nanoemulsion for the Reprogramming of Tumor Microenvironments and Enhanced Cancer Immunotherapy (ACS nano (IF=13.903), October 7, 2019) 저자: 김선영 (제1저자, 박사후연구원, 성균관대), 김소현 (공동 제1저자, 석박사통합과정), 이상남 (공저자, 석박사통합과정), 신일우 (공저자, 석박사통합과정), 신홍식 (공저자, 석박사통합과정), 진승모 (공저자, 석사과정), 임용택 교수 (교신저자) 출처 : https://www.skku.edu/skku/research/industry/researchStory_view.do?mode=view&articleNo=75966
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- 작성일 2019-11-14
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