Fluorescent colloidal nanomaterials such as carbon nanotube and quantum dots have promising features than fluorescent proteins and organic dyes for biomedical imaging: high photostability, large fluorescence intensity, and tunable fluorescence wavelengths.
Among them, our lab is interested in the second near-infrared (wavelength: 950 nm - 1700 nm) fluorescent nanoparticles, which are optimal for in vivo bioimaging due to deep tissue penetration and low background signal. Synthesis and surface engineering of those nanoparticles will be covered to develop a novel biocompatible nanoparticle for specific functionality.
탄소나노튜브와 양자점과 같은 콜로이드성 형광 나노물질은 높은 광안정성, 밝은 형광 세기, 용이한 형광 파장 조절 능력 등 생체 의학 이미징 프로브로서 기존에 사용되는 형광 단백질과 유기 염료보다 유망한 특징을 가지고 있다.
그 중에서도 본 연구실에서는 생체 조직 투과력이 높고 background signal 가 낮아 생체내 이미지 에 최적화된 제 2 근적외선 영역 (파장: 950nm~1700nm) 형광나노입자을 다루는 유니크한 연구 주제를 다루고 있다. 새로운 차세대 생체 적합형 나노입자를 개발하고, 나노입자의 표면을 개질하여 생체 신호를 실시간으로 이미징하는 나노프로브를 개발하고자 한다.
Our lab aims to develop a high-throughput screening methods to evolve the neurotransmitter-responsive fluorescent ssDNA-coated carbon nanotube from random DNA mixture library. Tremendous 3D conformations that random DNA on carbon nanotube represent will enable the discovery of synthetic binding moiety (ssDNA-coated nanoparticle) to the target analyte (neurochemicals). To achieve this goal, we are developing in vitro selection methods of neurotransmitter-responsive ssDNA-coated carbon nanotube, similar to aptamer screening method. This platform enables detection of molecules for which there exist no naturally-occurring molecular recognition elements by combinatorial approach, making this ubiquitous method for producing molecular sensors is especially useful for small molecular detection.
본 연구실은 천문학적인 다양성을 가지는 무작위 DNA 혼합 라이브러리에서 신경 전달 물질에 반응하는 ssDNA 코팅된 탄소나노튜브를 발굴하기 위한 초고속 선별 방법을 개발하는 것을 목표로 한다. 탄소나노튜브 표면에 코팅된 무작위 ssDNA가 형성하는 특수한 3D 구조 중에서, 목표 신경화학 물질에 결합하는 DNA 서열을 탐색하고, 이를 이용하여 신경화학물질에 대한 일종의 인공 항체 센서를 개발 할 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해 압타머 (aptamer) 스크리닝 방식과 유사한 시험관내 선택 (in vitro selection) 방법을 개발하고 있다. 이러한 접근 방법은 조합적 접근법에 의해 현존하는 항체나 압타머가 없는 분자에 대한 새로운 센서를 만들 수 있으며, 소형 분자 검출에 특히 유용하다고 할 수 있다.
