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그래핀을 이용한 생체의학용 재료

전문가 제언: ○ 바이오센서(생물 감지기)는 생물이 가지고 있는 기능 중 효소반응을 이용하여 유기화합물의 상태와 농도를 측정하는 장치이다. 생체분자는 각종 질병의 발병을 포함한 생명체의 모든 과정을 통솔하는 중요한 역할을 하기 때문에 생체분자의 정확한 탐지는 질병진단과 치료에 필수적이다. 이를 위하여 그래핀은 광학과 전기화학적 신호를 탐지하는 생체센서 제조에 사용된다.

○ 단백질의 정량적 단백질에 직접적으로 결합하는 일차항체(Ab1)와 이차항검출면역센서는 체(Ab2)와의 성공적인 결합 현상을 이용하여 제조되며 DNA탐지를 위한 전기화학적 면역센서의 설계에도 이 현상이 이용된다.

○ 그래핀 신화물(GO)의 우수한 생체적합성과 특유의 광학적 특성을 이용하여 생체 세포 내 분자들의 이미징을 위한 DNA/앱타머 탐색기의 사용을 가능하게 한다. 또한 형광물질이 삽입된 GO를 이용하여 생체내의 형광 이미지도 관찰함으로 각종 암의 종양을 정확히 관찰할 수 있다.

○ 그래핀을 이용하여 센서로 이용할 뿐만 아니라 표면적이 커서 많은 물질들과 결합이 용이하다는 특성과 탄소의 혼성결합에 의한 효과로 약물과 유전자를 따로 운반하고 약물유전자 혼합체의 운반체로도 이용된다. 또한 그래핀이 매우 큰 근적외선 흡수 능력을 갖는다는 특성을 이용하여 항암치료에도 광열치료요법이 사용되기도 한다.

○ 최근, 서방 선진국을 중심으로 그래핀 또는 그래핀을 개량한 첨단재료들이 생체의학용 재료로 계속 개발되어 각종 검사 및 치료에 사용되고 있다. 서방 선진국에 못지않게 최근 중국의 연구 활동은 괄목할만하다. 다행히 우리나라에서도 기능적 그래핀 분야 연구를 POSTECH, KAIST, 서울대, UNIST, 성균관대, 전남대 및 전북대에서 수행하고 있고, 약물 운반 관련 연구는 순천대학에서 연구 중이나 그 수준은 아직 만족스럽지 못한 상태이다. 좀 더 조직적이고 다 학제적이며 관련기업과도 공동연구를 수행하여 창조경제에의 기여가 필요하다고 판단된다.

저자: Yuqi Yang, Abdullah Mohamed Asiri, Zhiwen Tang, Dan Du and Yuehe Lin
자료유형: 학술정보