고려대학교 대학원 생명공학과 구만복 교수 연구팀 이방현 박사과정생이 BK21 PLUS 생명공학원 사업단의 지원을 받아 20184월부터 9월까지 6개월 간 스위스 로잔연방공과대학교 (École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL)로의 장기 해외연수 결과 성과로써 최근 Angle-multiplexed all-dielectric metasurfaces for broadband molecular fingerprint retrieval 라는 제목의 논문을 ‘Science Advances’에 발표하였다. 본 연구는 각각의 분자물질이 갖는 고유한 vibrational fingerprints를 검출하여 물질의 분자학적 구조를 파악하는 infrared spectroscopy 분석법에 대해 다루고 있다. 단일경계 표면 플라즈몬 연구에서 빛의 부파장 구속과 공명강화는 매우 중요한 요소인데, 현재의 중간적외선을 이용한 방법은 복잡한 분광학적 장비 혹은 레이저 기반의 가변 광원을 필요로 한다는 단점을 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 Germanium을 사용한 high-Q metasurface 센서의 개발을 통해 빛의 incidence angle을 미세 조정함으로써 정밀하고 surface-sensitive 한 공명을 발생시키는 것에 초점을 두고, 이러한 접근법을 multi-stepbioassay에 적용함으로써 여러가지 분석물질들의 상호작용 시 발생하는 고유의 특징적인 흡수파장의 피크 형태를 분석하는데 성공하였다. 본 연구의 bioassay에 구만복 교수 연구팀이 개발한 치주질환 바이오마커 단백질 (ODAM) 특이적 앱타머가 사용되었으며, 앱타머와 바이오마커 단백질 간의 상호작용을 흡수파장 스펙트럼 분석을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 연구는 큰 분광광도계 없이도 스펙트럼 기반의 molecular fingerprints를 검색할 수 있는 분석기법이라는 점에서 광대역 광원과 디텍터를 사용하는 연구에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.