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한양대 성기훈 교수님 연구실

한양대학교 생명나노공학과

성기훈 교수

Nanozymes

Graphene Electrodes

Microfluidic Devices

한양대 성기훈 교수님 연구실

생명나노공학과 성기훈

한양대학교 성기훈 교수 연구실은 나노자임, 나노입자, 마이크로플루이딕 칩, 전기화학적 진단 플랫폼, 그리고 바이오소재 기반의 조직공학 및 치료용 나노플랫폼 등 첨단 융합기술을 바탕으로 바이오센서 및 바이오의료기술을 선도적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 나노자임 및 다양한 금속/하이브리드 나노입자를 합성하고, 이들의 촉매 활성 및 표면 특성 제어를 통해 기존 천연 효소 기반 진단법의 한계를 극복하는 혁신적인 바이오센서 개발에 집중하고 있습니다. 이를 통해 질병 바이오마커, 환경오염물질, 약물 등 다양한 표적물질을 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 차세대 진단 플랫폼을 구축하고 있습니다. 또한, 마이크로플루이딕 칩과 전기화학적 진단 플랫폼 분야에서도 국내외 최고 수준의 연구를 수행하고 있습니다. 카본나노튜브, 그래핀, 실버나노와이어 등 전도성 나노소재를 활용한 고해상도 전극 및 센서 어레이 제작, 종이 기반 슬립칩, 전기화학적 종이기반 분석장치, 포토다이오드 어레이 칩 등 다양한 형태의 진단 디바이스를 개발하여, 현장진단(POCT), 자동화, 다중분석 등 다양한 요구에 대응하고 있습니다. 이러한 기술은 실제 임상 및 현장 적용을 위한 신뢰성, 재현성, 대량생산 가능성까지 고려하여 연구되고 있습니다. 바이오소재와 나노소재를 융합한 조직공학 및 치료용 나노플랫폼 개발도 연구실의 주요 연구 분야입니다. 키토산, 알지네이트, 후코이단 등 생체적합성 고분자와 이차원 전이금속 칼코게나이드, 하이브리드 나노입자, 금속-유기 골격체(MOF) 등을 활용하여, 조직재생, 항암치료, 약물전달, 광열치료 등 다양한 바이오의료 응용을 위한 다기능성 나노플랫폼을 개발하고 있습니다. 실제 동물실험 및 임상 적용을 위한 전임상 연구도 활발히 진행 중입니다. 연구실은 최근 다양한 특허 출원 및 등록, 국내외 저명 학술지 논문 게재, 산학협력 및 정부과제 수행, 국제학회 발표 등 활발한 연구성과를 내고 있습니다. 또한, 바이오나노인텔리전스 교육연구단, 나노센서연구소 등 대형 연구사업을 주도하며, 차세대 바이오센서 및 바이오의료기술 분야에서 국내외 연구를 선도하고 있습니다. 이러한 연구 역량을 바탕으로, 연구실은 미래의 스마트 헬스케어, 개인 맞춤형 진단, 정밀의료, 재생의학, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 혁신적인 기술을 창출하고, 사회적·산업적 가치를 실현하는 데 기여하고 있습니다.

Nanozymes
Graphene Electrodes
Microfluidic Devices
나노자임 및 나노입자를 활용한 차세대 바이오센서 개발
본 연구실은 나노자임(nanozyme)과 다양한 금속 및 하이브리드 나노입자를 기반으로 한 차세대 바이오센서 개발에 중점을 두고 있습니다. 나노자임은 천연 효소의 한계를 극복할 수 있는 인공 효소로, 높은 안정성, 저비용, 간편한 합성법, 그리고 다양한 촉매 활성 등에서 우수한 특성을 보입니다. 연구실에서는 금, 은, 백금, 루테늄, 프루시안 블루 등 다양한 금속 및 금속-유기 골격체(MOF) 기반의 나노자임을 합성하고, 이들의 구조적·화학적 특성을 정밀하게 분석하여 바이오센서에 최적화된 촉매 활성을 구현하고 있습니다. 특히, 나노자임을 이용한 전기화학적, 색도 및 광열 기반의 바이오센서 플랫폼을 개발하여, 질병 진단, 생체표지자(예: 크레아티닌, 콜레스테롤, C-반응성 단백질 등) 검출, 환경 독성물질(예: 중금속, 유기용매) 감지 등 다양한 응용 분야에 적용하고 있습니다. 나노자임의 구조 제어, 표면 개질, 하이브리드화(예: 그래핀, 카본나노튜브와의 복합화) 등을 통해 감도와 선택성을 극대화하고, 실제 혈청, 소변 등 복잡한 생체 시료에서도 높은 신뢰성과 재현성을 확보하고 있습니다. 이러한 연구는 기존의 천연 효소 기반 진단법의 한계를 극복하고, 신속·정확·저비용의 현장진단(point-of-care testing, POCT) 기술을 실현하는 데 기여하고 있습니다. 또한, 나노자임 기반 바이오센서는 의료, 환경, 식품, 제약 등 다양한 산업 분야에서 혁신적인 진단 및 모니터링 솔루션을 제공할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.
마이크로플루이딕 칩 및 전기화학적 진단 플랫폼
연구실은 마이크로플루이딕(microfluidic) 칩과 전기화학적 진단 플랫폼 개발에 있어 국내외 선도적인 연구를 수행하고 있습니다. 마이크로플루이딕 기술은 미세유체 내에서의 정밀한 시료 조작, 반응 시간 단축, 시약 소모 감소, 자동화 및 고속 분석이 가능하다는 장점이 있습니다. 본 연구실에서는 포토리소그래피, 소프트 리소그래피, 진공여과, 산소 플라즈마 패터닝 등 다양한 미세가공 및 패터닝 기술을 활용하여, 카본나노튜브, 그래핀, 실버나노와이어 등 전도성 나노소재를 기반으로 한 고해상도 전극 및 센서 어레이를 제작하고 있습니다. 이러한 플랫폼은 전기화학적 신호 증폭, 다중 분석, 자동화된 시료 처리, 현장진단(POCT) 등 다양한 요구에 대응할 수 있도록 설계됩니다. 예를 들어, 종이 기반 슬립칩(SlipChip), 전기화학적 종이기반 분석장치(ePAD), 포토다이오드 어레이 칩, 나노입자-하이드로겔 복합체 등 다양한 형태의 진단 디바이스를 개발하여, 혈액, 소변, 타액 등 다양한 생체 시료에서 질병 바이오마커, 약물, 환경오염물질 등을 신속하고 정확하게 검출할 수 있습니다. 특히, 나노자임 및 나노입자와의 융합을 통해 기존의 효소 기반 진단법 대비 높은 감도와 내구성을 확보하였으며, 실제 임상 및 현장 적용을 위한 신뢰성, 재현성, 대량생산 가능성까지 고려한 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 기술은 미래의 스마트 헬스케어, 개인 맞춤형 진단, 원격의료, 환경 모니터링 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 할 것으로 기대됩니다.
바이오소재 기반 조직공학 및 치료용 나노플랫폼
본 연구실은 바이오소재(키토산, 알지네이트, 후코이단 등)와 나노소재(이차원 전이금속 칼코게나이드, 하이브리드 나노입자 등)를 융합한 조직공학 및 치료용 나노플랫폼 개발에도 활발히 연구를 수행하고 있습니다. 키토산, 알지네이트, 후코이단 등은 우수한 생체적합성과 생분해성을 바탕으로 조직공학용 스캐폴드, 약물전달체, 항암 나노입자 등 다양한 바이오의료 소재로 활용되고 있습니다. 연구실에서는 리퀴드 익스폴리에이션, 마이크로파 합성, 자가조립 등 첨단 나노소재 합성기술을 적용하여, 이차원 나노시트(예: MoS2, MoSe2, WS2, WSe2), 하이브리드 나노입자(예: 은-레늄 이황화물, 금-모셀레나이드 등), 금속-유기 골격체(MOF) 기반의 다기능성 나노플랫폼을 개발하고 있습니다. 이들 나노플랫폼은 항암제 전달, 광열치료, 활성산소 유도/제거, 조직재생 등 다양한 치료 목적에 맞게 설계됩니다. 특히, 암세포 표적화, 약물 방출 제어, 생체 내 안정성 및 효능 검증 등 실제 임상 적용을 위한 전임상 연구도 활발히 진행 중입니다. 이러한 연구는 기존의 항암치료, 조직재생치료의 한계를 극복하고, 차세대 정밀의료 및 재생의학 분야에서 혁신적인 치료 솔루션을 제공하는 데 기여하고 있습니다.
1
pH-responsive multicomponent nanocomposite for enhanced reactive oxygen species generation and targeted apoptosis-induced synergistic cancer treatment
Ha, C. H., Kim, D. H., Seong, G. H.
Advanced Healthcare Materials, 2025
2
Chitosan-stabilized Prussian blue nanoparticle-based multi-mode readout colorimetric, fluorometric, and photothermal biosensor for sensitive uric acid…
Kim, D. H., Lee, H. B., Ha, C. H., Jeon, S. M., Seong, G. H.
Microchemical Journal, 2025
3
Fucoidan-Chitosan Nanocarriers for Anticancer Therapy through Chemodynamic, Photothermal, and Glucose Starvation Strategies
Choi, D. Y., Ha, C. H., Lee, S. J., Cheon, S. H., Seong, G. H.
Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2025
1
[BK21FOUR6차년도] 바이오나노인텔리전스 교육연구단
교육부(2013Y)
2025년 03월 ~ 2026년 02월
2
나노센서연구소
교육부(2020Y)
2025년 03월 ~ 2026년 02월
3
나노자임의 산화-환원 특성을 이용한 세포내 활성산소 제거/유도 및 이를 이용한 세포 치료 기술 개발
과학기술정보통신부(2017Y)
2025년 03월 ~ 2026년 02월