기초과학

안휘대학 형광강도가 400배 향상된 바이오 진단시약 개발

발행일 : 2014 / 03 / 17

안휘대학(安徽大學)은 미국 카네기 멜론 대학(Carnegie Mellon University), 피츠버그대학(University of Pittsburgh)과의 공동연구를 통해 형광강도가 400배 향상된 차세대 바이오 형광 진단시약을 개발하는데 성공하였다고 밝혔다. 이 성과는 온라인 “Germany applied chemistry”에 발표되었다.

빛이 있어서 육안으로 거시세계를 볼 수 있다면, 형광을 이용하면 과학자들은 미시세계의 세포 구조를 볼 수 있으며, 심지어 분자차원에서 화학반응을 분석할 수도 있다.

최근 형광 귀금속 나노클러스터의 구조구성, 양호한 생물 호환성 및 형광 표백능력을 지니고 있다는 점이 알려지면서 반도체 양자점(quantum dot)에 이어 가능하게 생물체 내 응용 가망성이 가장 큰 재료로 각광받고 있다. 하지만 앞서 보고된 귀금속 클러스터는 보편적으로 양자 수율(quantum yield)이 낮고 합성회수율이 높지 못하며 후기 정제공정이 복잡한 등 문제점이 존재한다.

연구팀은 정교한 디자인을 통해 최초로 모캅토기(mercapto)-금속으로 단일 메르캅탄(mercaptan) 배위체를 대체하였고, 구조가 변하지 않는 상황에서 은(Ag)이라는 외부 금속을 도입하여 총금속 원자수가 변하지 않는 AgxAu25-x 나노클러스터를 얻었다. 이와 동시에 연구팀은 고해상도 질량스펙트럼, 핵자기공명, X선 광전자 에너지 스펙트럼 및 4차원 단결정 회절을 통해 구조를 정확히 표현하였고, 은(Ag) 도핑이후 클러스터의 형광 양자 수율을 400배 이상 높일 수 있음을 발견하였다(Au25 나노봉과 비교).

현재 연구팀은 중국발명특허와 국제발명특허를 신청 중에 있다.