과제구성현황

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연구과제명 테라헤르츠 메타물질 기반 고민감도 암조직 검출 시스템

연구책임자

소속 센서시스템연구센터
전화 02-958-5390
이메일 mseo@kist.re.kr
연구분야 광센서, 테라헤르츠 기술, 영상 이미징, 다중 공명
공동연구자
  • 오승재(연세대학교), 송현석(한국과학기술연구원)
연구목표 ■ 본 연구는 테라헤르츠 전자기파 대역에서 메타물질 기반 센싱칩을 이용하여 신호의 크기를 증폭하고, 특정 위치에 집중시켜 민감도가 증폭된 광-바이오 센서 기술을 개발하는 것을 목표로 함. 메타물질 기반 테라헤르츠 광 센서를 이용하여 극미량의 생화학 물질을 검출하고, 광대역 분광 특성을 분석함. 이를 이용하여, 기존의 의료 진단 방법처럼 조영제를 투여하거나 레이블링하지 않고, 직접적으로 건강 상태를 모니터링하는 영상 진단 (예를 들어 암조직 등) 원천 기술을 개발하고자 함.

연구내용 ■ 본 연구는 테라헤르츠 전자기파 대역에서 작동하는 다양한 메타물질의 특성을 이해하여, 특정한 주파수 대역에서 반응하는 생화학 물질의 검출에 용이하도록 기능을 조절하는 연구를 포함하고 있으며, 그 구체적인 내용은 다음과 같음.
- Label-free 테라헤르츠 분광법을 이용한 암진단 기술
- 테라헤르츠 메타물질 기반 센싱칩을 이용하여 미량의 분자 수준에서의 검출 성능을 검증하였고, 이를 이미징 또는 영상 장치에 활용하고자 함
- 영상 연구에 적합한 메타물질 형태 고안
- 대면적 이미징 혹은 특정 부분 고해상도 이미징에 적합한 형태의 메타물질 디자인 및 조절 기술
- 광대역 테라헤르츠 분광법을 이용한 동물 모델의 조직 (또는 세포 단위)의 광특성 분석법 개발
- 샘플의 정량 분석을 위한 이미징 혹은 스펙트럼 데이터 처리 기술
- 차세대 바이오센서 원천기술개발

기대효과 ■ 각종 생화학 저분자 물질의 광학적 특성을 제공함으로써 다양한 응용 연구 분야의 개척 및 혈액, 타액 등의 체액을 이용한 진단시스템의 원천기술로 활용 기대.

■ 본 연구에 이용되는 테라헤르츠파는 유전물질에 대한 투과성과 빛의 장점인 직진성을 동시에 가지고 있으며, 생물학적인 안정성(stability) 때문에 안전한 비파괴 영상화기기로써 응용이 가능함

■ 본 과제로 개발한 레이저 기반 초광대역 광-센싱 기술은 직접적으로 내시경과 레이저가 접근할 수 있는 모든 종류의 암종 (자궁경부암, 방광암, 초기 위암, 대장암)의 진단에도 응용이 가능

■ 생화학 저분자 물질 검출을 통한 질병 마커 분석법 등을 이용한 타 질환 진단 시 스템으로의 개발에 기여

논문

준비중 입니다.

특허

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