College Of Engineering
서울공대 이야기
서울대 김성재 교수 연구팀, 비파괴 세포 농축 장치 개발

간단한 구조 및 공정으로 적혈구 등 생체세포 비파괴 농축 가능
- 과학기술분야 세계적 학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 게재

김성재 교수, 이효민 BK교수, 김준석 연구원
▲ 서울대 전기정보공학부 김성재 교수 연구팀: (왼쪽부터) 김성재 교수, 이효민 BK교수, 김준석 연구원
 
서울대 공대(학장 이건우)는 전기정보공학부 김성재 교수 연구팀이 나노전기유체역학 장치를 이용해 농축 대상 물질에 작용하는 전단응력을 최소화한 비파괴적 세포 농축장치를 개발했다고 밝혔다.
 
이번 연구는 적혈구와 같은 깨지기 쉬운 생체세포들을 비파괴 방식으로 농축하여 진단 분야의 핵심 기술을 개발한 의의를 갖는다.
 
생체시료, 중금속 등의 대상 물질을 검출하기 위해서는 고가의 검출기를 사용하거나 시료 준비 단계에서 대상 물질의 농도를 높이는 선 작업이 반드시 필요하다. 분자량이 작은 단분자 화학 물질의 경우 다양한 방식의 농축 방법들이 존재하지만, 얇은 세포막으로 이루어진 생체물질들의 경우는 그 방법들이 제한적이다. 원심분리법이 주로 사용되나 세포가 쉽게 깨지기 쉬운 경우 타겟물질을 비파괴적으로 농축하는 장치가 절실히 요구되어 왔다.
 
연구팀은 높은 전기전도성의 나노다공성 막을 미세유체채널과 병렬 배치한 장치를 고안하였다. 해당 장치는 기존 장치들에 비해 표면의 전기전도도가 수십 배 늘어난 효과를 지닌다. 그 결과, 농축과정에서 발생하는 와류(전기대류성)가 억제되어 농축하고자 하는 타겟물질에 작용하는 힘(전단응력)을 최소화 할 수 있었다. 연구팀은 제안한 장치의 유효성을 실험과 이론적 시뮬레이션을 통해 검증하였으며, 고전해질농도 환경하에서 비파괴적으로 적혈구를 농축 할 수 있음을 보였다.
 
해당 메커니즘은 표면전도도를 높임으로써 전기유체 장치의 안정성을 높일 수 있는 물리적 중요성과 더불어, 혈액 검사를 빈번히 해야하는 환자들에게 채혈량을 획기적으로 낮출 수 있는 장치로 응용될 수 있다는 점에서 주목할 만한 성과이다.
 
김성재 교수는 “이번 연구는 이론적 분석을 기반으로, 실험의 설계 그리고 최종적으로 실제 공학적 응용처가 잘 정립된 연구”라며, “제안한 기술은 바이오-나노센싱 연구 분야에의 응용과 함께 농축을 이용한 생체물질 검사, 식품 안전성 검사, 약물 검사 등에 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다.
 
해당 연구는 이번 달 11일 세계적인 과학잡지 ‘네이처(Nature)’의 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 게재되었다. 논문명은 ‘전기적 경로의 분기를 이용한 이온 농도 분극 현상(Ion Concentration Polarization by Bifurcated Current Path)’이다.
 
(a) 기존장치에서 농축과정에서 용혈(파괴)되는 적혈구 및 등가회로도 (b) 개발한 미세유체역학 장치를 통해 비파괴적으로 농축되는 적혈구 및 전기적 등가회로도
▲ (a) 기존장치에서 농축과정에서 용혈(파괴)되는 적혈구 및 등가회로도
(b) 개발한 미세유체역학 장치를 통해 비파괴적으로 농축되는 적혈구 및 전기적 등가회로도
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
» 서울대 김성재 교수 연구팀, 비파괴 세포 농축 장치 개발 lee496 2017.08.30 90
1185 서울대 황석연 교수팀, 2017 미국약물전달학회 최고논문상 수상 lee496 2017.08.30 101
1184 서울대 권성훈 교수팀, 초미세사이즈 미로문양제작 기술 개발 lee496 2017.08.30 88
1183 서울대 고승환 교수팀, 미세먼지 걸러줄 고효율 필터 개발 lee496 2017.08.30 92
1182 서울대 공대-한국무역협회, 4차 산업 수출기업 기술지원 MOU 체결 lee496 2017.08.30 70
1181 서울대 장호원 교수팀, 강유전체 활용으로 수소 생산 효율성 높이는 기술 개발 lee496 2017.08.30 96
1180 서울대 조규진 교수, 인간중심 소프트로봇 기술연구센터 개소 lee496 2017.08.30 76
1179 서울대 자율주행차 ‘스누버’, 국내 최초 도심주행 성공 lee496 2017.08.30 75
1178 서울대 건축학과 염준혁 연구원, ‘2017 근대 도시건축 Re-Birth 디자인 공모전’ 국토교통부 장관상 수상 lee496 2017.08.30 73
1177 서울대 신창수 교수팀, 석유 탐사 위한 고해상도 이미지 기술 개발 [1] lee496 2017.08.30 120
1176 서울대 공대-의대 학제간 융합연구 결과발표회 및 신규연구 선정식 lee496 2017.08.30 60
1175 서울대 공학전문대학원-경영전문대학원, 국내 첫 '공학석사-MBA' 복수학위제 MOU 체결 lee496 2017.08.30 112
1174 故 박민호 전기정보공학부 명예교수· 차상균 전기정보공학부 교수, 서울대 공대 발전공로상 수상 lee496 2017.08.30 68
1173 서울대 공대-관악도시농업네트워크, 서울대 옥상 빗물 텃밭에서 키운 감자 150kg 수확 lee496 2017.08.30 68
1172 서울대 재료공학부 선진원 연구원, 유럽 재료공학회 ‘젊은 과학자상’ 수상 lee496 2017.08.30 92
1171 서울대 장정식·박태현 교수, 단백질 기반 분석 기술 개발 lee496 2017.08.30 74
1170 서울대 산업공학과 팀, ‘제8회 한국 대학생 SCM경진대회’ 대상 수상 lee496 2017.08.30 98
1169 서울대 차상균 교수, 한국전력 신사업 ‘Digital KEPCO’ 추진위원장 위촉 lee496 2017.08.30 77
1168 서울대 건축학과, 세계적 건축가 ‘라파엘 모네오’ 초청 강연 진행 lee496 2017.08.30 66
1167 서울대 이재욱 교수, 10년간 최다 피인용 논문상 수상 lee496 2017.08.30 73
Login
College of Engineering Seoul National University
XE Login