고감도 생체 아연 이온 검출용 시아닌계 형광 프로브 개발

기존 상처 관리는 병원 방문의 어려움과 잘못된 드레싱 선택으로 인해 치유 지연 및 흉터 발생 위험이 있었습니다. 본 기술은 컬러 패치가 결합된 드레싱 제재를 스마트 기기로 촬영하여 상처와 삼출물의 색상, 면적, 기울기 등을 정밀하게 분석합니다. 보정된 촬영 데이터를 기반으로 상처 평가 데이터를 산출하고, 이에 따라 최적의 드레싱 제재 및 방법 정보를 제공하거나 내원 권고를 결정합니다. 특히 흉터 예방을 위한 레이저 치료 시기를 안내하여 흉터 발생을 최소화합니다. 이 기술을 통해 환자는 상처를 정확하게 자가 관리하고, 치료 지연으로 인한 부작용을 줄이며, 효율적이고 경제적인 상처 치유를 경험할 수 있습니다.

기존 아연 이온 형광 센서의 한계를 극복하기 위해, 생체 아연 이온에 대한 고감도 및 고선택성을 갖는 시아닌계 형광 프로브(CTMPA)가 개발되었습니다. 이 프로브는 아연 이온 결합 시 최대 발광 파장에서 청색에서 적색으로 큰 변화(140 nm 단파장 이동)를 보이며, 낮은 자가형광 배경을 특징으로 합니다. CTMPA는 세포사멸 중 방출되는 아연 이온과 제브라피쉬 내 아연 이온의 분포를 nM 수준으로 정밀하게 검출하고 이미징할 수 있습니다. 이는 아연 생물학 연구 및 생체 내 금속 이온 검출을 위한 새로운 시아닌계 센서 개발에 크게 기여할 것입니다.

센서, 발광 소자 등 다양한 광 응용 분야에서 고효율 원편광 발광 재료의 필요성이 증대되고 있습니다. 본 기술은 특정 반복 단위를 포함하는 키랄성 폴리머를 개발하여 유기 발광 소자의 호스트로 활용합니다. 이 키랄성 폴리머는 독특한 헬리컬 구조를 형성하며, 백금 착체 도펀트와 부분 입체 선택적으로 상호작용하여 키랄 광회전성 특성을 크게 증폭시킵니다. 이를 통해 고휘도 및 고효율의 원편광을 방출하는 유기 발광 소자를 구현할 수 있습니다. 이 기술은 차세대 디스플레이, 스핀 통신, 비대칭 광반응 등 다양한 광 응용 분야에서 원편광 발광 효율을 극대화하여 새로운 기능성을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.

반도체 공정 폐수에는 질소, 인, 불소 등 유해 물질이 고농도로 포함되어 기존 처리 방식들은 경제성이나 효율성 측면에서 한계가 있었습니다. 본 기술은 바덴포 공정과 그래핀 산화물 기반 세라믹 나노 멤브레인 여과를 통합하여 이러한 문제를 해결합니다. 그래핀 산화물 코팅 나노 멤브레인은 미세 기공과 강한 음전하로 암모늄, 불소 이온 등 1가 이온성 물질을 효과적으로 제거합니다. 이를 통해 별도의 약품이나 탄소원 주입 없이 경제적이면서도 효율적인 질소 및 불소 제거가 가능하며, 폐수 처리 시스템의 성능과 비용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

기존 암리논 합성법은 복잡한 다단계 공정, 고온 반응 조건, 위험한 수소 가스 사용 등으로 인해 심각한 합병증을 유발할 수 있는 한계가 있었습니다. 본 기술은 위치선택적 스즈키 커플링 반응을 활용하여 암리논 유도체를 안전하고 효율적으로 제조하는 방법을 제안합니다. 화학식 1 화합물과 피리디닐 보론산의 스즈키 커플링 반응 후, 중간 생성물을 화학식 2 화합물과 반응시키는 방식으로, 종래 대비 축소된 합성 단계와 온화한 산처리 조건으로 탈보호기 반응을 수행합니다. 이를 통해 위험한 수소 가스 없이 고수율(60% 이상)로 암리논 유도체를 얻을 수 있으며, 급성 심부전 치료제 개발 및 생산의 안전성과 효율성을 크게 향상할 수 있습니다.

유방암은 조기 진단이 환자 생존율에 결정적인 영향을 미치지만, 기존 진단법은 초기 병변 검출에 한계가 있었습니다. 본 기술은 혈액 내 알파-1 산성 당단백질(AGP)의 N-당화 변화가 초기 유방암의 핵심 바이오마커임을 규명하였습니다. 렉틴을 활용하여 AGP의 푸코실화, 만노실화, 시알릴화 등 N-당화 수준을 정밀하게 검출하며, 특히 유방암 1기 환자의 혈청에서 이 당화 수준이 현저히 감소함을 확인했습니다. 이를 통해 양성 유방종이나 다른 병기의 유방암과 명확히 구별하여 초기 유방암을 높은 민감도와 특이도로 진단할 수 있습니다. 이 기술은 유방암 조기 진단의 정확도를 획기적으로 높여, 환자의 치료 성공률 향상과 사망률 감소에 크게 기여할 것입니다. 진단 키트 및 정보 제공 방법으로 개발되어 상용화가 기대됩니다.

주사 투여로 인한 환자 고통과 인슐린의 낮은 점막 투과 문제는 당뇨 치료의 큰 과제였습니다. 본 기술은 변이체 TCTP-PTD를 인슐린과 혼합하여 비침습적 점막 전달을 가능하게 합니다. 특정 TCTP-PTD 펩타이드 서열(서열번호 3, 8, 13)이 인슐린의 점막 투과율을 크게 높이며, 이는 비강 투여 시에도 피하주사와 유사한 혈당 강하 효과를 보였습니다. 점막 손상 없이 안전하게 인슐린 생체이용률을 향상시켜 환자의 치료 편의성과 삶의 질을 높일 수 있습니다.

기존 하나의 웨어러블 기기가 가진 운동 자세 교정의 한계를 극복하기 위해, 복수의 웨어러블 기기를 신체 여러 부위에 부착하여 움직임 정보를 통합적으로 수집하는 기술입니다. BLE 통신을 통해 실시간으로 가속도와 각도 데이터를 수신하고, 이를 사전에 저장된 올바른 자세 정보와 비교 분석하여 사용자의 운동 자세를 정밀하게 판단합니다. 이 시스템은 줄넘기, 스쿼트, 런지 등 다양한 운동에 대한 정확한 자세 교정 피드백을 제공하여, 운동 효과를 극대화하고 부상 위험을 줄이는 데 기여합니다. 또한 다중 사용자의 동시 모니터링도 가능하여 스마트 피트니스 경험을 향상시킵니다.

기존 리튬 이차전지의 흑연 음극재는 용량 한계와 실리콘 음극재의 큰 충방전 부피 변화 문제를 가지고 있습니다. 본 기술은 실리카 함유 콜로이드에 산화그래핀을 첨가하여 분말화한 뒤, 마그네시오써믹 반응으로 실리카를 실리콘으로, 산화그래핀을 그래핀으로 동시에 환원시켜 실리콘-그래핀 복합 나노물질을 제조합니다. 이 방법은 자연에 풍부한 실리카를 원료로 사용하여 경제적이며, 제조된 나노물질은 부피 변화를 최소화하고 높은 전기 전도도, 용량, 안정성을 갖는 전극을 형성할 수 있습니다. 리튬 이온 전지 및 다양한 차세대 전지의 고성능 음극재로 활용되어 배터리 성능 향상에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.