플라즈모닉 나노구조 기반 형광-라만 다중모드 광센싱 플랫폼 연구

Plasmonic nanostructure-based fluorescence-Raman multimodal sensing platform research

연구 내용

플라즈모닉 나노구조의 핫스팟을 설계해 형광과 라만 신호를 동시에 증강하고, SERS-PCR 기판과 3D 광트래핑 마이크로플루이딕 센서를 구현하는 광학 플랫폼 연구

본 분야는 플라즈모닉 나노소재를 통해 전기장 증강과 광학 신호 증강을 동시에 유도하고, 형광 및 라만의 다중 검출이 가능한 플랫폼을 설계합니다. Au 나노입자를 기판 내에 내재화한 나노구조 기반 SERS-PCR처럼 분자진단에서 신호 효율을 높이는 접근을 수행하며, FDTD 시뮬레이션 등으로 핫스팟 형성 메커니즘을 해석합니다. 또한 3D 광트래핑이 가능한 Au 콘 배열 구조를 마이크로플루이딕 소자에 적용하여 펌프 프리 조건에서도 SERS 측정이 가능하도록 광학 경로와 나노구조를 최적화합니다. 이를 통해 시료 농도 저감 및 통합형 광학 센싱에 대응합니다.

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6건

연구 흐름

2020년부터 나노플라즈모닉스와 화학발광 등 광학 신호 기반 바이오의료 진단을 목표로 연구를 전개했습니다. 이후 2023~2024년에는 SERS 기판의 구조 설계와 나노입자 내재화에 초점을 맞춰, 증폭 기반 분자진단의 신호 효율을 향상하는 플랫폼을 개발했습니다. 2024년에는 형광-라만 동시 증강을 다루는 다기능 광센서 관점에서 연구 방향을 정리했으며, 최근에는 3D 광트래핑 Au 나노구조를 마이크로플루이딕 장치와 결합하여 측정 조건의 제약을 줄이는 방향으로 확장하고 있습니다. 이러한 흐름은 다중모드 판독 통합으로 수렴하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

형광-라만 동시 측정 바이오센서
SERS 기반 분자진단 기판
핫스팟 설계 최적화 기반 정량 분석
펌프 프리 마이크로플루이딕 측정 플랫폼
3D 광트래핑 재료 기반 고감도 센싱
통합형 광학 판독 시스템
마이크로어레이 기반 다중분석 소자
나노플라즈몬 구조 기반 광학 필터링
전기장 분포 기반 센서 성능 예측
휴대형 진단 장치용 다중모드 모듈