| 초록 |
1. 개요 바이오센서 관련 연구자들의 최근 관심 중 하나는 나노기술과 광학을 접목해 나노 크기 영역의 빛을 이용하는 새로운 광학 도구를 개발하여 분자 검출, 의료 진단 및 생명공학 연구에 적용하려고 하는 것이다. 특히 나노바이오광학(Nanobio-Photonics)은 이러한 요구에 대한 대표적인 연구 분야이다[1~3]. 1983년 Liedberg에 의해 발표된 표면플라즈몬 공명 현상을 이용한 바이오센서는 최초로 구현된 실시간 비표지검출이 가능한 나노바이오광학센서였으며[4] 이후 성능이 향상된 다양한 표면플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR) 바이오센서들이 개발되어 현재는 대표적인 실시간 비표지검출 나노바이오광학센서 기술로 자리 잡고 있다. 실시간 비표지 측정이 가능한 장점으로 표면플라즈몬 공명 바이오센서는 생명과학, 생화학, 환경 감시, 음식 산업 및 의료 진단과 같은 많은 분야에 응용되어 사용되고 있다[5, 6]. 또한 나노기술의 발전으로 초소형 고감도 광학센서가 가능해지고 국재화된 표면플라즈몬 공명(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR) 현상을 이용한 나노바이오광학센서의 개발과 LSPR의 광학적 특징을 이용한 검출한계의 향상이 이루어지고 있다. 또한 광섬유를 사용한 표면플라즈몬 공명(Fiber Optic Surface Plasmon Resonance, FOSPR) 바이오센서는 원거리 실시간 측정이 가능한 소형 나노바이오광학센서로서 사용되고 있다[7]. 이러한 장점에도 불구하고 플라즈몬 공명 바이오센서는 형광을 이용한 바이오센서에 비해 현저히 검출 민감도가 떨어져 국재화된 플라즈몬 공명 현상의 광학적 장점을 이용해 바이오센서의 신호 증강에 대한 다양한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그중 대표적인 분야로 표면 강화 라만산란(surface-Enhanced Raman Scattering, SERS) 센서가 있다[8]. 형광을 이용한 광학센서의 장점과 표면플라즈몬 공명 센서의 장점을 결합한 표면플라즈몬 결합 방사(Surface Plasmon-Coupled Emission, SPCE)와 Surface plasmon-enhanced fluorescence spectroscopy 같은 새로운 형태의 나노바이오광학센서가 최근 제시되어 기존의 표면플라즈몬 공명 센서의 단점으로 제시된 낮은 민감도를 극복하는 새로운 연구 분야를 개척하고 있다. 본 보고서는 다양한 분야를 포함하고 있는 나노바이오 포토닉스의 연구 동향을 정리하는 데 있어서 표면플라즈몬(surface plasmons)을 이용한 분야를 중심으로, 생명공학 연구 및 생의학 진단 도구로 사용되는 다양한 나노바이오광학의 연구 동향에 대해 작성한 것이다. ** 원문은 파일 다운받기를 해주세요 :-) |
