함승주 연구실은 바이오 진단 분야에서 혁신적인 나노바이오센서와 미세유체 칩 기반 기술을 선도적으로 개발하고 있습니다. 최근 연구에서는 호흡기 바이러스(예: 인플루엔자, 코로나바이러스, 아프리카돼지열병 등) 및 암, 알츠하이머와 같은 질환의 조기 진단을 위한 초고감도 센서 플랫폼을 구축하고 있습니다. 이 연구는 다양한 나노소재(금 나노입자, 자기 나노입자, 폴리머 나노입자 등)와 표면 개질 기술을 활용하여, 표적 바이오마커(유전자, 단백질, 엑소좀 등)를 신속하고 정밀하게 검출할 수 있는 시스템을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다. 특히, 미세유체 칩과 3D 나노구조(헤링본 패턴, 역오팔 구조 등)를 결합하여, 극미량의 시료에서도 높은 민감도와 특이성을 갖는 진단이 가능하도록 설계하였습니다. 이와 함께, 자기 나노입자와 면역자성분리 기술을 이용해 암 유래 엑소좀, 순환종양세포 등 희귀 바이오마커의 분리 및 농축 효율을 극대화하였습니다. 이러한 기술은 실제 임상 현장에서의 현장진단(Point-of-Care Testing) 및 환자 맞춤형 치료 모니터링에 적용될 수 있습니다. 연구실은 또한 인공지능 기반 신호분석, 딥러닝을 활용한 라만 신호 분류, 다중 바이오마커 동시 검출 등 첨단 융합기술을 적극 도입하고 있습니다. 이를 통해 기존 진단법의 한계를 극복하고, 질병의 조기 예측, 치료 반응 모니터링, 공중보건 감시 등 다양한 의료·생명공학 분야에 기여하고 있습니다.

함승주 연구실은 질병의 효과적인 치료와 환자 맞춤형 치료를 위해 스마트 약물전달 시스템과 치료용 나노플랫폼을 개발하고 있습니다. 연구실은 자성 나노입자, 금 나노입자, 폴리머 나노입자 등 다양한 나노소재를 기반으로, 외부 자극(자기장, 빛, pH 등)에 반응하여 약물 방출을 정밀하게 조절할 수 있는 시스템을 구축하였습니다. 예를 들어, 외부 자기장에 의해 약물 방출 속도를 조절할 수 있는 자기 나노체인 기반 약물전달 시스템, 근적외선 광열효과를 이용한 종양 선택적 치료, pH 감응형 나노입자를 통한 암세포 특이적 약물 방출 등이 대표적인 연구 성과입니다. 이러한 나노플랫폼은 항암제, 면역치료제, 유전자 치료제 등 다양한 치료제를 효율적으로 전달할 수 있으며, 동시에 자기공명영상(MRI), 광학영상 등 진단 기능을 융합하여 치료와 진단(테라노스틱스)을 동시에 구현할 수 있습니다. 연구실은 특히 표적지향성 리간드(히알루론산, 항체, 압타머 등)를 표면에 도입하여, 암세포, 줄기세포, 염증세포 등 특정 세포에 대한 선택적 약물전달을 실현하고 있습니다. 이러한 스마트 나노플랫폼은 기존 치료법의 부작용을 최소화하고, 치료 효율을 극대화할 수 있는 차세대 정밀의료 기술로 주목받고 있습니다. 실제로 다양한 동물모델 및 임상 전 단계에서 우수한 치료 효과와 안전성을 입증하였으며, 향후 암, 신경퇴행성질환, 감염병 등 다양한 질환의 치료에 적용될 수 있습니다.