이 연구 주제는 방사성동위원소를 이용해 생체 내 물질의 이동, 축적, 배출, 반응을 정량적으로 추적할 수 있는 분자영상 기술과 방사성추적자 개발에 초점을 둔다. 연구실은 유기합성화학을 기반으로 다양한 표지 전구체를 설계하고, 이를 방사성 요오드나 PET용 핵종과 결합해 생체적합성과 표적성을 갖춘 영상 프로브로 확장하는 연구를 수행한다. 이러한 접근은 단순한 영상 획득을 넘어 약물, 환경유해물질, 생활화학제품 성분의 체내 거동을 비침습적으로 분석하는 데 핵심적인 역할을 한다. 대표적으로 종양 세포 사멸 과정에서 활성화되는 카스파아제를 표적으로 하는 PET 영상용 나노응집 프로브 연구는 치료 반응을 조기에 판별할 수 있는 정밀 영상 기술의 가능성을 보여준다. 효소 반응에 의해 분자 구조가 변하고, 그 결과 생체 내 체류성이 증가하는 설계를 통해 신호 대비를 높이는 전략은 이 연구실의 강점인 방사화학과 기능성 분자설계의 결합을 잘 보여준다. 또한 생활화학제품 혼합물의 흡입 노출 후 체내 분포를 평가하거나, 미세먼지와 미세플라스틱 같은 유해 입자의 생체 동태를 정량적으로 영상화하는 연구로 확장되고 있다. 이 분야의 궁극적 의의는 보이지 않는 체내 현상을 정량 데이터로 전환해 독성평가, 약효평가, 노출평가를 정밀하게 수행하는 데 있다. 연구실은 핵의학 영상과 동위원소 분석을 결합하여 환경보건, 약물개발, 독성예측 등 다양한 응용 영역을 개척하고 있으며, 향후에는 맞춤형 진단, 정밀 독성평가, 신약개발 플랫폼 구축으로 이어질 가능성이 크다. 방사성동위원소를 활용한 이러한 연구는 화학적 설계 능력과 의생명 응용 역량이 동시에 요구되는 융합 분야라는 점에서 연구실의 대표 정체성을 형성한다.

이 연구 주제는 유기합성화학을 바탕으로 기능성 분자를 설계하고, 이를 나노재료와 결합해 질병의 진단과 치료를 동시에 수행하는 치료진단 융합기술에 집중한다. 연구실은 표적 결합 능력, 자극 반응성, 약물 탑재 능력을 갖춘 분자 및 나노구조체를 설계하여 복잡한 생체환경에서도 선택적으로 작동하는 시스템을 개발한다. 이러한 연구는 유기합성의 정밀성과 나노소재의 다기능성을 결합함으로써 기존 단일 기능성 제제의 한계를 넘는 데 목적이 있다. 혈전이 형성된 혈관을 표적으로 하는 피브린 결합 및 과산화수소 반응형 나노입자 연구는 이 방향성을 잘 보여준다. 혈전 환경의 생화학적 특징을 반영해 영상 신호를 증폭하고, 동시에 항혈전제를 탑재해 치료 효과까지 제공하는 방식은 진단과 치료의 통합 가능성을 실질적으로 입증했다. 이처럼 질병 미세환경에 반응하는 나노의약 플랫폼은 항산화, 항염증, 항혈소판 효과까지 포함할 수 있어 심혈관질환뿐 아니라 암, 염증성 질환 등으로도 적용 가능성이 크다. 향후 이 연구는 표적 정밀도 향상, 체내 안정성 개선, 약물 전달 효율 최적화와 같은 방향으로 발전할 수 있다. 특히 영상 신호와 치료 반응을 동시에 읽어낼 수 있는 나노플랫폼은 개인 맞춤형 치료 전략 수립에 중요한 기반이 된다. 연구실의 유기합성 역량은 이러한 고기능성 나노소재의 핵심 구조를 설계하는 원동력이며, 방사화학 및 분자영상 기술과 연결되면서 차세대 나노의약 및 정밀의료 기술로 확장되고 있다.

이 연구 주제는 방사성동위원소와 기능성 화학소재를 활용하여 환경오염 문제와 보건 위해 요인을 정밀하게 분석하고 저감하는 응용 연구를 포함한다. 연구실은 생체 노출 유해 미세입자, 생활화학제품 혼합물, 폐플라스틱 유래 유해물질 등 복합적인 환경 위해 인자에 대해 체내 노출 경로와 이동 양상을 정량적으로 규명하려는 연구를 수행한다. 동시에 분리막, 금 입자, 생물학적 신호 억제제 등 다양한 소재를 활용해 오염물질 제거와 생물오염 억제를 실현하는 기능성 시스템 개발도 병행하고 있다. 특히 하폐수 처리용 분리막의 생물오염을 자가 억제하는 연구는 화학, 미생물학, 환경공학이 융합된 대표 사례다. 미생물의 정족수 감지 신호를 차단하는 균주나 효소, 생물활성 물질을 분리막 표면에 도입함으로써 바이오필름 형성을 줄이고 공정 효율을 높이려는 접근은 지속가능한 수처리 기술 측면에서 의미가 크다. 또한 quorum quenching 균주를 이용해 막오염을 줄이는 연구는 실용성과 학문적 독창성을 동시에 보여준다. 이와 함께 금 입자를 이용한 요오드 제거 기술이나 방사성 요오드 표지 화합물 개발은 원자력·환경안전 분야와도 연결된다. 즉 연구실은 단순히 실험실 수준의 합성 연구에 머무르지 않고, 환경오염 저감, 위해성 평가, 공정 적용 가능성까지 고려하는 응용 지향적 연구를 수행하고 있다. 이러한 방향은 향후 환경보건, 자원순환, 수처리, 원자력 안전관리 등 다양한 사회문제 해결형 기술로 이어질 수 있으며, 화학 기반 연구가 공공성과 산업성을 동시에 가질 수 있음을 보여준다.