대사체 바이오마커로 국내산 대두 원산지 판별 기술 개발

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.

농산물 원산지 위변조로 인한 시장 교란과 소비자 불신이 증가하는 상황입니다. 본 기술은 기존 분석법의 한계를 넘어, 대두 내 특정 대사체(트립토판, 말로닐제니스틴 등 5종)의 발현 수준 차이를 바이오마커로 활용합니다. 기체 및 액체 크로마토그래피-질량분석기를 통해 국내 7개 지역 대두 시료를 정밀 분석하여, 각 원산지별 대사체 프로파일을 기반으로 최적의 바이오마커 조합을 확립하였습니다. 이를 통해 국내산 대두의 원산지를 신속하고 정확하게 판별할 수 있으며, 실제 단속에 적용 가능한 키트 개발이 기대됩니다. 이 기술은 국내 농산물 유통 시장의 질서를 확립하고 소비자 신뢰를 확보하는 데 크게 기여할 것입니다.

농산물 원산지 위변조로 인한 시장 교란과 소비자 불신이 심화되는 가운데, 특히 수입 의존도가 높은 참깨의 부정 유통을 막기 위한 과학적 판별법이 시급합니다. 본 기술은 참깨의 원산지별 대사체 발현 수준 차이를 이용한 바이오마커를 개발했습니다. 발린, L-글루타시온 등 5종의 특정 대사체를 액체 크로마토그래피-질량분석기(LC-MS)로 분석하여 국내산과 수입산 참깨를 신속하고 정확하게 식별하는 원리입니다. 이를 통해 국내 생산 농가의 소득을 보전하고 부정 유통을 효과적으로 단속할 수 있습니다. 또한 국내 농산물 시장 질서 확립과 소비자의 신뢰 확보에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

기존 쇠고기 풍미 조미 소재는 안전성 문제가 있는 HVP(hydrolyzed vegetable protein)를 사용하거나 제한된 원료로 인해 풍미 구현에 한계가 있었습니다. 본 기술은 대두와 밀로부터 얻은 식물 단백질을 양조 발효한 후 고온단기효소분해물을 핵심 아미노산 원료로 활용합니다. 최적화된 원료 조성과 반응 조건을 통해 육류를 사용하지 않고도 끓인 쇠고기 맛과 구운 쇠고기 맛을 구현하는 조미 소재를 개발했습니다. 이 기술은 HVP의 대안으로서 안전하고 우수한 쇠고기 풍미를 제공하며, 다양한 식품에 적용되어 소비자의 만족도를 높일 수 있습니다.

가열 가공 식품에서 생성되는 유해물질 퓨란은 국민 건강에 대한 우려를 낳고 있습니다. 본 기술은 식품 가공 중 발생하는 퓨란을 효과적으로 줄이는 방법을 제안합니다. 디카보닐 트랩핑제, 환원제, 수용성 및 지용성 항산화제, 단백질 등의 첨가제를 활용하거나, 질소 가스를 퍼징하여 퓨란 생성을 억제합니다. 특히 클로로겐산, 에피카테킨, 아황산나트륨 등 특정 물질은 메일라드 반응 및 지방산화 조절을 통해 퓨란을 크게 저감합니다. 이 기술을 통해 커피, 토마토 주스, 호박죽 등 다양한 식품의 안전성을 확보하고, 관련 산업 활성화 및 소비자 신뢰를 높일 수 있습니다.

수입 농산물 증가와 원산지 위조 문제가 심화되면서 농산물의 과학적 원산지 판별이 중요해지고 있습니다. 본 기술은 대사체학 기반 바이오마커를 활용하여 대두의 국내 원산지를 신속하고 정확하게 판별하는 방법을 제안합니다. 트립토판, 트레온산, 시스테인, 글리세롤-알파-포스페이트, 페닐알라닌 등 5가지 핵심 대사체의 발현 수준 차이를 분석하여 강원, 충청, 경상, 전라 등 국내 4개 도에서 재배된 대두의 원산지를 식별할 수 있습니다. 이 바이오마커 조성물과 판별 키트는 시장 질서를 확립하고 소비자 신뢰를 높이며, 원산지 단속에 효과적인 도구로 활용될 수 있습니다.

기존의 식품 향미 분석은 복잡한 성분으로 인해 비효율적이며 주요 인자를 놓칠 위험이 있었습니다. 본 기술은 메일라드 반응 산물 내 휘발성 성분과 관능 특성 간의 상관관계를 가스 크로마토그래피-질량 분석기(GC-MS)와 다변량 통계 분석(PLSR)을 활용하여 비특이적으로 규명합니다. 글루타티온-유래 아미노산과 5탄당을 이용한 메일라드 반응을 통해 쇠고기 향미를 최적화한 향미 조성물을 개발하고, 쇠고기 향미에 핵심적으로 기여하는 8가지 휘발성 성분을 동정하여 향미 지표 성분으로 활용합니다. 이 기술은 식품의 향미를 효율적으로 개선하고, 품질 관리 및 바이오마커 개발에 기여하여 식품 산업의 혁신을 이끌 것입니다.