최종목표는 새로운 반자성 화학교환포화전이 현상을 이용한 초고감도 분자자기공명영상기술 개발이며 세부 목표는 다음과 같음. ○ 저분자 및 탄소기반 DiaCEST-자기공명 이중영상 물질 설계 및 합성○ 초고민감도 MRI 센싱을 위한 CEST NMR 펄스 시퀀스 개발○ 동물암모델을 이용한 저분자 및 탄소기반 DiaCEST-자기공명 이중영상 물질 유효성 연구

(1차년도) ○ 초소형 란타나이드 자기-형광 복합 나노소재 합성 ○ 자기-형광 복합 나노소재 특성 분석 ○ 란타나이드 이온을 이용한 pH 감응형 저분자 PARACEST 화합물 설계 및 합성 ○ 3D 유체칩 디자인 및 스마트폰 기반 형광 측정 시스템 디자인: 검체와 시약을 균일하게 섞기 위하여 층류현상을 방지하고, 표면 개질, 분석 샘플 로딩 및 Washing 에 이르는 과정을 one-shot 으로 해결하기 위한 새로운 믹서구조연구 (2차년도) ○ 암 타겟팅리간드 결합 및 초소형 자기-형광 복합 나노소재의 암진단 적용 ○ pH 감응형 저분자 PARACEST 조영제의 란타나이드 나노입자 표면수식을 통한 분자영상기능이 탑재된 복합 나노진단 조영물질 합성 ○ 란타나이드 형광소재 기반의 3D 유체칩 내에 면역진단법 (immuno assay) 개발: 스마트폰에 적용 가능한 형광용 UV LED 모듈 설계 및 진단법 자동화 연구 (3차년도) ○ 감염병 (세균 또는 바이러스) 타겟팅리간드 결합 및 자기-형광 복합 나노소재의 감염병 진단 적용 ○ 분자영상기능이 탑재된 복합 나노진단 조영물질의 신호 변화 분석 및 in vivo 암 진단 능력 분석 ○ 란타나이드 형광 프로브 기반 3D 유체칩 키트 제작 및 유효성 검증: 표준 샘플 및 마이크로 믹서 디바이스, 항체, Syringe pump, 튜브로 구성된 키트 시작품 및 스마트폰 기반의 형광 LED 모듈을 제작하여 란타나이드 기반 형광면역 진단법 구현

(1차년도) ○ 초소형 란타나이드 자기-형광 복합 나노소재 합성 ○ 자기-형광 복합 나노소재 특성 분석 ○ 란타나이드 이온을 이용한 pH 감응형 저분자 PARACEST 화합물 설계 및 합성 ○ 3D 유체칩 디자인 및 스마트폰 기반 형광 측정 시스템 디자인: 검체와 시약을 균일하게 섞기 위하여 층류현상을 방지하고, 표면 개질, 분석 샘플 로딩 및 Washing 에 이르는 과정을 one-shot 으로 해결하기 위한 새로운 믹서구조연구 (2차년도) ○ 암 타겟팅리간드 결합 및 초소형 자기-형광 복합 나노소재의 암진단 적용 ○ pH 감응형 저분자 PARACEST 조영제의 란타나이드 나노입자 표면수식을 통한 분자영상기능이 탑재된 복합 나노진단 조영물질 합성 ○ 란타나이드 형광소재 기반의 3D 유체칩 내에 면역진단법 (immuno assay) 개발: 스마트폰에 적용 가능한 형광용 UV LED 모듈 설계 및 진단법 자동화 연구 (3차년도) ○ 감염병 (세균 또는 바이러스) 타겟팅리간드 결합 및 자기-형광 복합 나노소재의 감염병 진단 적용 ○ 분자영상기능이 탑재된 복합 나노진단 조영물질의 신호 변화 분석 및 in vivo 암 진단 능력 분석 ○ 란타나이드 형광 프로브 기반 3D 유체칩 키트 제작 및 유효성 검증: 표준 샘플 및 마이크로 믹서 디바이스, 항체, Syringe pump, 튜브로 구성된 키트 시작품 및 스마트폰 기반의 형광 LED 모듈을 제작하여 란타나이드 기반 형광면역 진단법 구현

본 과제는 란타나이드 형광 프로브로 세균·바이러스를 검출하는 면역진단법(immunoassay)을 만들고, 이를 스마트폰에서 측정하는 UV LED 기반 형광모듈 및 체외진단기기를 개발하는 연구임. 연구 목표는 스마트폰 기반 현장진단용 병원체 검출 시스템 구현이며, 핵심 연구 내용은 스마트폰 형광 UV LED 모듈, 3D 유체칩 설계·제작, 란타나이드-항체 cross-linking chemistry 및 란타나이드 형광 나노 프로브, 타겟 병원체 리간드 검색, UV LED 모듈·3D 유체칩·진단키트 시제품 유효성 검증임. 기대 효과는 현장 활용 감염 면역진단법 제공, Dynamic range 확대를 통한 병원체 진단 성능 확보 및 형광측정 기술 범용화임.