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형광을 나타내는 나노입자는 바이오센서나 바이오이미징 등 광범위하게 활용될 수 있기 때문에 생체 내에서 안전하면서도 다양한 형광색을 갖는 물질 개발에 활용되고 있습니다.

대표적인 형광 나노입자로는 양자점이란 반도체 결정체가 있는데, 이들은 크기에 따라 여러 가지 고유한 형광을 나타내는 특징이 있습니다.

그러나 양자점은 카드늄 같은 중금속 원소를 활용함에 따라 생체 내 독성이 생길 수 있는 안전상의 문제를 갖고 있습니다.

또 다른 접근 방법으로 탄소를 기반으로 한 나노입자 개발이 진행되고 있는데, 열분해 방식이나 레이저를 이용하여 제작함에 따라 합성과정이 어렵고 생체응용을 위해 추가적인 표면처리 과정을 필요로 하는 단점이 있습니다.

■ 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 정봉현, 정진영 박사팀이 세계 최초로 다양한 형광색을 나타내는 풀러렌 나노입자를 개발했습니다.

풀러렌(fullerene, C60)은 60개의 탄소로 이루어진 탄소 나노물질로, 크기가 약 1 나노미터로, Smally 박사팀은 풀러렌을 발견한 공로로 1996년 노벨상을 수상한 바 있습니다.

풀러렌(C60) 구조



연구팀은 풀러렌을 이용해 생체 친화적이며 다양한 형광을 나타내는 나노입자를 세계 최초로 개발했습니다.

이번에 개발한 나노입자는 플러렌에 테트라에틸렌 글라이콜(tetraethylene glycol)를 결합시켜 만들어졌습니다.

물에 잘 안 녹는(소수성) ‘풀러렌’에 물에 잘 녹는(친수성) ‘테트라에틸렌 글라이콜’을 혼합한 후 촉매제인 리튬 하이드록사이드(LiOH)를 이용하여 제조한 형광 풀러렌 나노입자의 구조 및 개요도. 풀러렌의 농도에 따라 풀러렌 한 개당 결합된 테트라에틸렌 글라이콜의 수가 달라지며, 개수가 적을수록 붉은색에 가까운 형광을 띔

다양한 색을 나타내는 수용성 형광 풀러렌 나노입자와 각 대표색의 나노입자를 주입한 암세포 내 형광 이미징 사진



연구결과 물에 잘 녹는 성질을 갖는 동시에 형광이 약한 풀러렌 입자의 형광을 크게 증가시켜 형광물질로서 사용이 가능해 기존의 복잡한 공정으로 만들어지는 나노입자보다 간편하면서도 생체 응용을 위한 추가 표면처리가 필요 없는 장점을 갖췄습니다.

또 두 결합 물질의 농도 비율에 따라 풀러렌 나노입자의 형광색이 파랑에서 주황까지 다양하게 나타나고, 이러한 풀러렌 나노입자는 세포독성 적어 세포이미징에도 활용 가능할 전망입니다.

이번 연구결과는 재료 분야의 세계적 권위지인 '어드반스드 머트리얼(Advanced Materials)'지 3월 19일자 온라인 속보판에 게재됐고, 국내외 특허 출원됐습니다.
(논문명 : Color-tunable photoluminescent fullerene nanoparticles)

 용  어  설  명

양자점(Quantum Dots) :
화학적 합성 공정을 통해 만든 나노미터 크기의 반도체 결정체로서 초미세 반도체, 디스플레이 등의 분야에서 다양하게 활용될 수 있음

풀러렌(fullerene) :
탄소 동소체 중 하나로 60개의 탄소가 육각형과 오각형으로만 이루어져 있으며 1985년 Smally 박사에 의해 처음 발견된 이후로 구조와 물리화학적 특성이 활발히 연구되고 있는 분자이다.
독특한 대칭구조에 의한 반도체성 특성을 나타내며 자외선의 빛을 잘 흡수하며 전자전달특성이 뛰어나 태양전지의 재료로도 활용되고 있다.
뿐만 아니라 작은 크기(약 1nm)를 이용하여 약물이나 생체분자를 운반, 전달하는 등 생물/의약학 분야에도 활용되고 있다. 

바이오이미징 :
세포나 조직의 특성 및 활성을 관찰하기 위해 세포나 조직에 형광물질을 주입하여 현미경을 통해 관찰하는 기술로 최근 형광 나노입자를 적용하는 연구가 활발히 진행중이다.

재료학회지 'Advanced Materials' :
Willey 사에서 발행되는 재료분야에서 세계 최고의 권위를 자랑하는 학회지(IF값 10.88)

<정봉현 박사> 

1959년생

주요 학력
  1978-1982 서울대학교 공과대학 화학공학과(학사)
  1982-1984 한국과학기술원 화학공학과  (석사)
  1983-1987 한국과학기술원 화학공학과  (박사)

주요 경력
  ○ 1990 - 1991 : California Institute of Technology, Post-Doc
  ○ 1987 - 2000 : 한국생명공학연구원 선임연구원/책임연구원
  ○ 2001 - 2003 : 한국생명공학연구원 융합생명공학연구실 실장
  ○ 2003 - 2005 : 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 센터장
  ○ 2006 - 2008 : 한국생명공학연구원 바이오나노연구단 단장
  ○ 2008 - 현재 : 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 센터장

연구분야
  ○ BioNanotechnology(바이오나노)
  ○ Biochip/Biosensor(바이오칩/바이오센서)
  ○ Nanomedicine(나노메디슨)

주요 연구업적
  ○ 국제학술지 160편
  ○ 국내학술지 50편
  ○ 특허 출원 및 등록 120건

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<전문>

친애하는 직원 여러분. 안녕하십니까.
올 한해에도 여러분 모두의 가정에 건강과 행운이 함께하시길 기원합니다. 그리고, 지난 한 해 우리 연구원의 발전을 위해 많은 노력을 기울여주신 직원 여러분의 노고에 깊은 감사를 드립니다.

작년 한해를 돌이켜보면 우리 연구원에 많은 성과들이 있었습니다.
우선, 연구성과 면에서 Nature Biotechnology지나 J. of Clinical Oncology지 등 I.F. 10 이상 저널에 우리 연구자 논문 5편이 실리는 성과가 있었고, 교과부에서 선정 발표한 "2010년 국가연구개발 우수성과 100선"에서 출연(연)에서는 가장 많은 4건이 선정되었습니다. 그리고 사업화 면에서도 노문철 박사의 100억원 대형기술이전 계약, 김영국박사의 20억원 대형 기술료 수입, 그리고 우리 연구소 기업인 (주)미코바이오메드 사를 통해 정봉현 박사의 바이오센서/칩 제품 출시 등 풍성한 성과가 있었습니다.
또한, 교과부 생명연구자원 책임기관 선정, 줄기세포 선도연구팀 선정, 국가생명연구자원정보센터 개소, 유전자변형마우스(GEM) 사업 착수, WCI 개소, 한-헝가리 공동연구실 설치를 비롯하여, 친환경바이오소재 R&D허브센터, 바이오의약상용화연구센터, 미래형동물자원센터 등 대규모 시설사업비가 확보되었고, 연구동 리노베이션도 순조롭게 진행되고 있습니다. 그리고 "강한 특허 만들기"(IP Inno-process) 운동도 2009년에 이어 작년 2010년에도 성공적으로 안착하고 있다고 알고 있습니다.
이러한 우리들의 노력을 모두 모아 금년도 우리 KRIBB의 총 운영예산은 1,500억원 달성이 가능하리라 생각되고 있습니다.

이러한 성과를 종합해보면 우리 연구원이 제가 원장으로 취임하면서 이루고자 했던 '우리나라 대표급 출연연'으로서의 위상과 역할에 성큼 다가서고 있다고 생각합니다. 이 모든 것이 여러분들이 각자 맡은 위치에서 소임을 다해준 결과라 생각합니다.

존경하고 또 사랑하는 직원 여러분 !
어느덧 제 임기의 마지막 해를 맞고 있습니다. 올 한해는 취임시 수립하였던 3개년 경영목표의 과실들을 종합하여 슬기롭게 마무리하는 것이 필요한 때라고 생각하고 있습니다. 
또한, 올해는 우리 연구원을 둘러싼 급격한 환경변화에 대응해야 하는 중요한 시기가 될 것입니다. 기관 차원에서 국과위 상설화 등 커다란 환경변화에 대응하여 연구소의 지속 발전을 위한 전략을 재점검하고 필요하다면 새로운 아이디어로 보완 충전시키는 노력도 병행해야 할 것입니다.
이러한 시점에서, 저는 올 한 해 직원 여러분과 함께 중지를 모아 우선적으로 추진하고자 하는 과제로, 핵심역량 결집을 통한 성장동력 강화와 소통 문화의 확산을 제안 드리고자 합니다.  

구체적으로 연구 인프라 사업 부문에서는,
첫째, 생명연구자원 분야 책임기관으로서의 위상을 제고하기 위해 관련 조직을 정비하고 예타사업을 통해 신규 사업비를 확보하도록 노력하겠습니다.
둘째, 국가유전체연구센터 설치를 위하여 정부를 설득하고, 하반기 교과부 예타사업으로 추진할 수 있도록 노력하겠습니다. 
셋째, 줄기세포 분야에서도 국가 거점으로의 도약을 위한 대안을 개발하여 정부에 강력히 제안하고자 합니다.
넷째, 바이러스 전문연구소의 설립 또한 적극 검토함으로써 관련분야의 국내 역량 제고 및 확보에 기여하는 길을 찾아보고자 합니다.

아시다시피 이 중에서도 앞의 세 가지 현안은 국과위가 시급히 정비를 추진하고자 하는 "바이오 관련 5대 미래 전략기술분야"에 포함되어 있습니다. 우리 연구소가 이러한 정부의 정책조정 과정에서도 본연의 Think Tank 역할을 충실히 해내야 할 것입니다.

연구개발 경영에 있어서는 다음 5가지 사항을 우선적으로 추진하겠습니다.
첫째, 대형 R&D 체제로의 개편을 위한 대안을 개발하겠습니다.
국제진단이나 과학자문위원회에서 지적된 바와 같이 우리 연구소는 대형 인프라를 보유하고 있고, 바이오 연구개발 전반에도 우수한 전문역량을 보유하고 있음에도 기업 및 대학과 차별화된 효율적인 대형연구개발 체제를 가지고 있지 못합니다.
이러한 점에서, 여러 연구?인프라 부서들이 서로 협력하여 대형 성과를 창출할 수 있는 바람직한  대안을 개발하고, 차기 경영목표에 반영될 수 있도록 징검다리 역할을 하겠습니다.
둘째, 안정적 신규 연구재원을 확보하여 대형 연구사업 추진이 가능할 수 있도록 적극 노력하겠습니다. 그간의 연구사업 수요조사 결과를  종합하여 일반사업으로 신규 R&D 예산을 확보하도록 노력 하겠습니다.
셋째, 사업화 부문의 역량을 강화하여 200억원의 기술이전을 달성하도록 노력하겠습니다. 이를 위해 IP 마케팅 프로토콜 확립하여 유망지식의 사업화를 촉진하는 글로벌 수준의 성과확산 체계를 구축하도록 하겠습니다.
넷째, 우리 KRIBB의 글로벌화를 보다 더 강력하게 추진하기 위해 국제협력 연구체제를 재점검하고 활성화 할 수 있는 방안을 모색하고자 합니다.  연구분야별 과학자문위원회를 보다 활성화시켜 분야별로 글로벌 수준의 협력연구가 이루어질 수 있도록 제도를 강화하도록 하겠습니다.
다섯째, 연구원의 소통문화 강화를 위한 노력을 지속적으로 추진하겠습니다. 이를 위해 신입직원은 물론 외국인 연구자들의 안정적 정착과 교류 활성화 지원, 소통을 위한 공간 확보 등 기관운영 전분야에 걸쳐 소통문화 확산을 위한 지원방안을 강화하도록 하겠습니다. 

사랑하는 직원 여러분 !
저는 지속가능한 연구원이 되기 위한 최고의 정책은 최고의 인재를 구하는 것이라고 믿고 있습니다. 작년과 재작년 2년에 걸쳐 우리 KRIBB은 70여명의 새로운 가족들을 맞아 들였습니다. 창의성과 열정이 넘치는 역량 있는 연구자가 모인 생명(연)은 그 어떤 정책보다 강한 영향력을 갖게 될 것입니다. 이제는 작은 바람에 휘둘리지 않는 대한민국 대표 출연연구기관으로서 생명(연)의 굳건한 위상을 보다 확고히 해 나가야할 때입니다.

저는 우리 연구자 개인의 발전이 곧 기관의 발전이요, 국가의 경쟁력이라는 신념을 가지고 일 해왔습니다. 
새해를 맞이하여 생명공학의 국가 경쟁력 강화를 위해서라도 여러분 개개인의 학문적 전문성과 수월성 제고를 위해 각고의 노력해 주실 것을 다시 한 번 당부드리면서, 새해 모두 건강하시고 직원 여러분의 가정에 만복이 가득하시기를 충심으로 기원합니다.
감사합니다.

2011년 1월 3일

원장 박영훈

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