사업단(팀) 현장탐방

전립선 암세포를 골라잡는 나노입자 시스템

창원대학교 나노·바이오연구팀

눈에 보이지 않을만큼 작은 크기의 발광 나노입자를 이용해 전립선 암세포의 위치를 파악하고 수술 시에도 식별이 가능한 시스템을 개발해 화제가 되었던 창원대 나노바이오연구팀. 암 세포 뿐만 아니라 정상세포까지 사멸시켜 힘들다고만 생각됐던 암 치료의 통념을 깬 이번 연구결과는 사업팀만의 창의적인 연구역량과 체계적인 교육시스템이 있기에 가능했다. 나노바이오 연구의 선두주자 창원대 나노·바이오연구팀를 소개하고 그들의 이야기를 들어본다.

참여교수 수 3명
참여대학원생(석/박/통합) 수 11명
신인연구인력 및 산학협력전담인력 수 1명

창원대 나노·바이오연구팀은 새로운 나노물질 및 극미량 분석 기술을 개발하고 POSS-기반 자기치유 및 광기능성 소재를 개발·응용하는 연구를 수행중입니다. 또한, 나노 바이오 소재를 기반으로 한 질량 분석법을 이용해 단백질 변형에 대한 연구도 하고 있습니다. 현재까지 연구성과로는 전립선 암세포에만 선택적으로 표지하는 업컨버젼 나노입자 및 약물 전달 시스템을 최초로 개발하여 국제특허출원하였고 산화아연비스무트/흑연탄소질화물을 이용한 고효율 광촉매 복합체 개발에 성공하여 어드밴스드매터리얼인터페이스지 표지논문으로 선정되기도 했습니다.

전립선 암세포에 선택적으로 반응하는 나노입자 매커니즘

창원대 나노·바이오연구팀에서는 나노바이오소재 및 분석기술의 융합프로그램을 추진하여 참여 대학원생들의 학술활동을 적극 지원하고 역량을 강화하고 있습니다. 공동연구, 세미나 형식의 학습법을 정착화하고 프로젝트형 교수학습법을 채택하여 학습 효과를 높이고 국제적 역량강화를 위해 전면적인 영어강의 프로그램 시행 및 국외 학회논문 발표를 수행하고 있습니다. 이같은 일환으로 미국 Western Kentucky University 화학과와 Dual Master of Science Degree Program을 운영하거나 프랑스 Universite de Renne와 MOU를 체결하기도 했습니다. 또한 외국대학과의 공동연구 및 해외 단기 연수도 추진하고 있습니다.
참여 대학원생에게는 BK21플러스, TA, RA을 통한 장학금을 지원하고 있으며 지역사회와 연계한 전문인력양성교육도 실시하고 있는데요. 경남지역 “항노화산업 육성”에 맞는 바이오 전문인력을 양성하는 것이 목표입니다.

program

  • 나노바이오신소재 및 분석기술 혁신적 융합프로그램 교육
  • 공동연구, 세미나형식의 학습법 및 프로젝트형 교수학습법

global

  • 국외대학에서의 단기간 파견 및 공동연구
  • 전면적인 영어강의 실시 및 외국대학과의 Dual Degree 운영

potential

  • 국내외 학회논문 발표를 통한 대학원생 학술역량 강화 적극 지원
  • 참여 대학원생 장학금 지원 (BK21 플러스 + TA, RA지원)으로 연구 독려
나노·바이오 전문 우수연구인력 양성

최종적으로는 현재까지의 연구성과와 창의적인 아이디어를 바탕으로 신소재 합성 및 분석기술에 관한 원천기술을 개발하는 것이 목표입니다. 이러한 원천기술 개발에 필요한 지식을 습득, 강화하고 선도연구를 수행하여 follower가 아닌 first mover로 도약하는 것이죠. 창원대 나노·바이오팀은 고도의 미래가치를 가진 첨단기술기반의 연구인력양성사업팀으로서 가치혁신형소재개발기술, 생명과학기술, 나노기술, 극미량분석기술, 환경과학기술 우수연구인력을 양성하여 국내 나노바이오 과학을 이끌어가고자 합니다.

이용일 사업팀장

  • Q. 교수님 본인 소개를 부탁드립니다.

    창원대학교 나노ㆍ바이오신소재및첨단분석기술연구인력양성사업팀 이용일 팀장입니다. 미국 메사츄세츠대학에서 고분자과학(석사) 및 분석화학(박사)을 전공하였으며, 현재는 Applied Spectroscopy Reviews의 Editor for Asia로 활동하고 있습니다. 2009 Benedetti-Pichler Award, 대한화학회 분석화학학술상등을 수상하기도 했습니다.

  • Q. BK21플러스가 사업팀에 어떤 도움이 되고 있으며 개선해야 할 점이 있다면?

    대학원생들의 연속적 지원을 통하여 창의적 역량 강화와 글로벌 인재 육성에 도움이 되고 있으며, 평가에 있어서는 국제협력이 강화되어야 할 필요를 느낍니다.

  • Q. 지도하는 학생들에게 해주고 싶은 말이 있다면?

    자율적인 연구 탐색과 새로운 아이디어 창출을 통해 변화하는 시대에 맞는 자기 혁신을 하는 데 꾸준한 노력을 해야 할 것입니다.

  • Q. 사업팀의 비전과 목표는 무엇인가요?

    사업팀의 비전은 새로운 과학기술을 견인할 나노바이오 신소재 및 첨단분석기술 연구를 통한 전문인력을 양성하는 것이며, 앞으로 BK21플러스 사업을 통하여 테스크포스형 연구중심학과의 모델을 확립하고자 합니다.

팽다슬 참여대학원생 석사과정

  • Q. 본인 소개를 부탁드립니다.

    BK21플러스 나노ㆍ바이오 신소재 및 첨단분석기술 연구인력 양성사업팀의 참여대학원생 석사과정 팽다슬입니다. 저희 사업팀은 유무기 복합나노소재, 나노바이오 혁신신소재, 나노바이오센서 및 첨단분광분석기술에 기반을 둔 연구를 수행하고 있습니다.
    저는 그 중에서 유독성 유기 오염 물질의 분해를 위한 고성능 광촉매 합성에 대한 연구 및 항생제인 암피실린을 신속하고 정확하게 분석하기 위한 시스템 개발에 대한 연구를 수행하고 있습니다.

  • Q. 본 학과 및 전공, 연구 분야에 도전하게 된 계기는?

    대학교 기기분석을 수강하던 시기에 가습기 살균제의 polyhexamethylene guanidine (PHMG) polymers가 많은 사상자를 발생시켰다는 뉴스 보도가 있었습니다. 이러한 문제가 발생된 이유는 제품에 들어가는 유해 성분 수준의 규제가 명확하지 않으며, 특정 분석 물질을 검출할 수 있는 고감도 분석 시스템 구축이 어렵기 때문이라고 생각하였습니다.
    이러한 물질의 존재와 농도 수준을 쉽고 간단하게 분석하기 위한 시스템을 개발한다면 이러한 사회적 문제를 해결할 수 있을 것이라고 생각하였습니다. 따라서 본 연구팀의 연구분야에 대해 관심을 갖게 되었고 대학원을 진학하게 되었습니다.

  • Q. BK21플러스 사업을 수행하며 느끼는 점은?

    BK21플러스 사업을 통하여 국내에서 정기적으로 개최되는 학회 (대한 화학회, 분석 과학회 등) 및 국제학회(ICAS 2017, NANOPIA 2017)에 참석할 수 있었습니다. 관련 분야 전문가들과 교류하면서 국제적 연구의 흐름을 파악할 수 있었으며 연구에 대한 많은 조언을 들을 수 있었습니다.
    또한 국내외 관련 분야 전문가분들을 초청한 세미나를 꾸준히 참석함으로서, 국내외적인 선진 연구 동향과 방향에 대한 정보를 얻었고 이를 통해 연구 분야에 대한 연구 역량을 강화할 수 있었습니다.

  • Q. 앞으로의 진로 및 계획은 무엇인가요?

    저는 현재 항생제인 암피실린을 신속하고 정확하게 분석하기 위한 시스템 개발에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 기존의 분석방법들은 값 비싼 장비와 전처리 과정이 복잡하다는 단점을 가지고 있기 때문에 민감하고 선택적으로 검출하기 위해서는 편리하고 빠른 검출 방법이 필요합니다. 다양한 검출 방법 중에서 형광을 기반으로 하는 센서는 감도, 선택성, 실시간 모니터링 등으로 다른 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다.
    따라서 저는 짧은 흡수 파장을 가지는 암피실린을 다양한 아이디어와 이전 논문의 지식을 접목시켜 성공적인 연구 결과를 도출할 것입니다. 또한 지속적인 연구를 통하여 실생활이나 특정 분야의 핵심 기술에 응용이 가능한 원천 기술을 가진 연구 결과를 도출하는데 최선의 노력을 할 것입니다.