과학자들이 '눈부시게 빛나는' 나노스케일 화학 도구를 개발했습니다.

작은 조립 장난감 조각들이 자동으로 조립되어 튼튼하고 평평한 시트를 형성하는 것을 상상해 보세요. 그런 다음 과학자들은 이 시트에 특수 화학 "고리"를 추가하여 형광체라고 불리는 빛나는 분자를 부착합니다.

게리 베이커 부교수, 피유니 이슈타위라 박사(24년)와 그의 연구팀은 형광 폴리이온 나노클레이라고 불리는 작은 점토 기반 소재를 개발했습니다. 이 소재는 에너지 및 센서 기술 발전, 의료 서비스 개선, 환경 보호 등 다양한 용도로 맞춤 제작될 수 있습니다.

오늘날 수천 종의 시판 형광단이 의료 영상, 질병 탐지, 바이오마커 태깅뿐만 아니라 화학 분석, 법의학 수사, 바이오센싱 센서에도 사용되고 있습니다. 또한 수질 모니터링과 같은 산업 분야에서도 핵심적인 역할을 수행할 수 있습니다.

현재 특허 출원 중인 미주리 대학의 발견은 나노점토의 놀라운 적응성으로 인해 두드러집니다.

"이 소재는 높은 기능성을 가지고 있어 나노클레이 표면에 어떤 종류의 형광 분자를 얼마나 많이 부착할지 제어할 수 있습니다."라고 화학과에 임명된 베이커는 말했습니다. "이 소재는 적절한 분자를 선택하고 부착함으로써 광학적 및 물리화학적 특성을 정밀하게 조절할 수 있는 다재다능한 플랫폼을 제공합니다. 바로 사용할 수 있는 맞춤형 제작은 이 소재의 특징으로, 다양한 분야에서 광범위한 응용 분야를 가능하게 합니다."

의료용

초기 실험 결과, 이러한 물질은 의료용으로 안전하며 의사가 체내를 더욱 명확하게 관찰하는 데 도움이 될 수 있는 것으로 나타났습니다. 과학자들은 이미 형광단을 사용하여 특수 현미경으로 세포와 조직을 강조함으로써 미세한 세부 사항까지 볼 수 있도록 하고 있습니다. 또한, 이러한 발광 분자를 활용하여 질병을 추적하고, 세포의 작용 방식을 연구하고, 건강 상태를 진단하는 데에도 도움을 줍니다.

"부피에 맞춰 표준화된 형광 표지 점토는 7,000의 휘도 단위를 나타내며, 이는 형광 물질에 대해 보고된 최고 수준과 일치합니다."라고 베이커는 말했습니다. "향상된 휘도 덕분에 이 물질은 민감한 광학 검출 방법에 매우 유용합니다. 이는 향상된 분석 신호와 검출 성능으로 이어져 의료 영상 분야에서 첨단 센서 및 조영제에 대한 새로운 가능성을 열어줍니다."

현재 연구의 핵심은 형광이지만, 베이커는 연구진이 아미노산, 항체, DNA 압타머, 선택적 금속 결합을 위한 리간드 등 다른 분자를 이용하여 나노클레이를 맞춤 제작하는 다른 방법을 모색하고 있다고 밝혔습니다. 이는 이러한 소재가 단순히 발광 센서와 이미징을 넘어 다양한 용도로 활용될 수 있음을 의미합니다. 또한 태양 에너지 포집, 의약품 전달, 광 기반 기술 및 의료 검사 개선, 질병 추적 및 암 치료에도 도움이 될 수 있습니다.

"감각 재료로서의 프로그래밍 가능한 형광 폴리이온 나노클레이"는 Chemistry of Materials 에 게재되었습니다. 다른 공동 저자로는 미주리 대학교 의학 약리학 및 생리학 부교수인 루이스 폴로-파라다와 미국 해군사관학교의 나다니엘 라름이 있습니다. 이슈타위라는 현재 미국 식품의약국(FDA)에 재직 중입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/04/250416135236.htm