자극에 응답하는 혁신적 스마트겔

전문가 제언

○ 외부로부터 자극을 감지하고, 여러 응답을 나타낼 수 있는 겔은, 자극응답성겔이나 스마트겔 등으로 불리고 있다. 고분자겔이 스마트겔로 주목된 계기는 온도나 pH, 용매조성 변화에 의하여 겔의 체적이 불연속적으로 변하는 체적 상전이현상의 발견이다. 이 발견 후 고분자 기초과학에 있어서 중요한 테마로서 겔 연구가 발전되었다. 동시에 약물전달시스템(Drug Delivery System)이나 Actuator 등 응용연구가 시작되었고, 스마트 겔은 과학과 기술 양면으로 주목되는 연구대상이 되었다.

○ DNA를 인식디바이스로 이용한 생체분자 응답성겔도 몇 가지 합성되어 있다. 1개 사슬 DNA를 가교점으로 하여 도입시킨 PAAm겔이 표적DNA와 프로브DNA와의 2개 사슬 형성에 기인하는 가교 구조변화에 의하여 체적이 변하는 것을 나타내고 있다. 또한, DNA응답성 겔입자로 형성되는 Photonic 결정도 조제되어 있다. 이 DNA응답성 겔입자 내부에는 양자 Dot가 도입되어 있으며, 표적DNA 존재 하에서 겔이 수축하면 회절피크가 Blue Shift 하는 것으로부터 표적이 없는 DNA 검출에 이용할 수 있다.

○ 친수성,소수성의 on-off 변화를 하는 고분자 중에서 가장 연구보고가 많은 것은, 온도응답성인 poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAAm)이다. PNIPAAm에 대한 연구보고는 1968년 상전이거동을 정리한 논문이 발표되었으며, 그 다음 해에 PNIPAAm을 이용한 가스크로마토그래피에 대한 응용예가 보고되었다. 이들 아크릴아미드형 겔의 체적 상전이거동에 대해서는 1970년대에 Tanaka 등이 상세하게 정리했다.

○ PNIPAAm은 하한임계온도(LCST)가 약 32℃로 생체시스템에 적용되기 쉬우며, on-off 변화가 가역적이기 때문에 약물전달시스템(DDS) 등으로 응용이 진행 중에 있다. 암의 온열요법과 조합하여 금입자나 자성입자를 함유시킨 온도응답성겔로 이용하면, 마이크로파나 자장에 의하여 유도가열을 유발하여 약물을 국소적으로 방출시킬 수도 있다. 그러나 반대로 온도를 낮추어 세포 내부에 주입된 겔의 체적을 팽윤시켜 암세포를 괴사시키는 Nanobomb도 보고되어 있다.

저자

Miyata Takashi

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

60(11)

잡지명

高分子

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

821~825

분석자

정*진

분석물

• 자극에 응답하는 혁신적 스마트겔.pdf [246,615 byte]

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