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건국대 박기수 교수팀, 형광 안정성이 수천 배 향상된 구리 나노클러스터 개발
생명과학 건국대학교 (2022-08-04)

- 5200배 향상된 안정성으로 108일 이상 형광 유지
- 구리 나노클러스터의 다양한 분야에의 적용 가능성 제시

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박기수 교수(좌)와 제1저자 김석준 박사과정 학생(우)

건국대는 공과대학 박기수 교수(생물공학과) 연구팀이 형광 안정성이 수천 배 향상된 DNA-주형 구리 나노클러스터의 합성 방법을 개발했다고 3일 밝혔다.

DNA-주형 구리 나노클러스터는 합성이 빠르고 간단하며, 합성에 필요한 재료는 비교적 저렴하고 독성이 적다. 하지만 다른 금속 나노클러스터에 비해 형광 안정성이 떨어져 다양한 분야에 적용이 어려웠다.

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(그림1) 과당을 이용한 DNA-주형 구리 나노클러스터의 안정성 향상의 원리

이에 연구팀은 복잡한 절차나 값비싼 재료의 추가 없이 DNA-주형 구리 나노클러스터의 안정성을 수천 배 향상시킬 수 있는 기술을 개발했다. 해당 기술은 합성 시 환원제의 양을 줄이고 고농도의 과장을 첨가하는 것으로, 기존 조건 대비 형광 유지 기간이 5200배 증가하고 온도 및 산, 염기 등에서 더 높은 안정성을 보였다.

해당 연구는 DNA-주형 구리 나노클러스터의 안정성을 월등히 향상시키는 기술 개발을 통해 다양한 금속 나노 구조체의 안정성 향상 연구의 방향을 제시하고, DNA-주형 구리 나노클러스터의 높은 안정성을 요구하는 광학 장치, 형광 잉크 등의 활용에 대한 가능성을 보였다.

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(그림2) 안정성이 수천배 향상된 DNA-주형 구리 나노클러스터의 특성

이번 연구의 성과를 담은 논문 ‘High fructose concentration increases the fluorescence stability of DNA-templated copper nanoclusters by several thousand times’는 나노과학 및 나노기술 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters) (IF=12.262)’에 지난달 27일 온라인 게재되었다. 

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