안동준 교수팀, 생체분자 검출기능 바이오-OLED소재 세계 최초 개발

아주경제 국지은 기자 = ​고려대학교 KU-KIST 융합대학원 안동준 교수(52) 연구팀이 유기발광다이오드(OLED) 소재로 생물분자의 상호작용을 검출하는 융합기술을 최초로 규명했다.

4일 고려대학교에 따르면 안동준 교수 연구팀은 특이적 인식 가능과 동시에 증폭된 발광효과를 보유한 '바이오-LED 입자'에 대한 연구를 미래창조과학부(장관 최양희)와 한국연구재단(이사장 정민근)이 지원하는 미래융합파이어니어 및 중견연구자도약연구사업 등을 통해 수행했다. 

유기발광다이오드(OLED)는 저분자 및 전도성 고분자 소재를 활용하여 고효율 발광효과를 보유한 OLED로 발전하여 휴대전화나 태블릿PC, TV 등 디스플레이에 주로 사용되고 있다.

하지만 OLED용 물질이 바이오기능의 분석 및 응용에 적용된 사례는 전무하다. OLED에 바이오물질 박막을 도입하여 광전효율을 증가시키는 사례는 보고된 바가 있지만, 바이오물질의 인식기능을 OLED에 부여하는 접근법은 현재까지 시도된 바가 없다.

관련기사

• 故 박원순 아들 박주신씨, 고려대 조교수 임용
• 고려대도 학부 등록금 5%↑…대학가 '줄인상'

연구팀은 단일가닥 프로브DNA를 이용, 녹색발광 OLED분자를 결정화하여 마이크로 입자의 합성이 가능함을 확인했고 입자를 구성하는 OLED 분자는 고르게 분포한 반면 프로브DNA는 모래시계 모양으로 분포하는 독특한 구조를 발견했다.

상보적 타겟 DNA가 입자와 반을할 경우에만 특이적인식이 발생하여 광발광효과가 증가되며 비특이적 인식의 경우에는 그 변화가 없음을 관찰했다.

또한 타겟DNA는 겉표면에만 분포하는 독특한 구조를 관찰했으며 이 과정에서 입자의 나노투께 겉껍질에서 형성되는 DNA-DNA 특이인식이 에너지소실감소 (Non-radiative dissipation)를 일으켜 발광효과가 증폭되는 것을 밝혔다.

휴대전화나 태블릿PC 등 소형 디스플레이에 주로 사용되는 OLED 소재와 생체분자의 특이적 인식 효과를 융합시킨 첫 사례로서 바이오-LED 현상을 최초로 구현했다.

안동준 교수는 "기존 OLED 산업에서 더 나아가 생물특이 포토닉스 기능과 이와 관련된 응용성을 갖춘 바이오-LED라는 새로운 방향성을 제시할 것으로 기대한다"고 전망했다.

연구결과는 복합 자연과학분야의 권위있는 학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 온라인판 4일자에 게재됐다.