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연구제목: 삭시톡신의 현장 정량 분석을 위한 AI 최적화 MIP 전기화학 센서 시스템 개발 (최도은석사과정, 한국연구재단) - 진행중

연구기간: 2025.09 ~ 2026.08

연구내용: 본 연구에서는 어패류가 생성하는 신경독소인 삭시톡신의 현장 정량 분석 기술을 개발하는 것을 목표로 함. 기존 삭시톡신의 검출 방법인 DNA를 사용하지 않고 MIP(분자 각인 폴리머)를 사용하여 비용문제를 해결하고, MIP 센서의 문제점이었던 복잡한 최적화 과정을 AI 머신러닝을 통해 단축시키는 전략을 사용함.

연구제목: 지속성 유기오염물질(PFOA)의 현장 감지를 위한 AI 융합 전기화학 센서 시스템 개발 (김수빈석사과정, 한국연구재단) - 진행중

연구기간: 2025.09 ~ 2026.08

연구내용: 본 연구는 poly(p-phenylenediamine) 코팅 자기 나노입자(p-MNPs)와 자기장 기반 농축 기술을 융합하여 PFOA를 초고감도로 검출하는 전기화학 센서를 개발한 것으로, 정전기·소수성 상호작용을 통한 분자 수준의 선택성과 자기 집속 효과를 동시에 활용해 신호를 증폭시켰음. 또한 AI 기반의 전기화학 신호 패턴 분석을 적용하여 PFOA의 존재 여부를 정밀하게 구분하였으며, 수돗물·혈청·소비재 추출물 등 다양한 실제 시료에서 LC–MS와 일치하는 정량 결과를 확보하여 휴대형 환경·바이오 분석 플랫폼으로의 현장 적용 기술을 개발하고자 함.

연구제목: 황반변성 환자 치료 예측을 위한 AI 기반 맞춤형 SERS 플랫폼 개발 (강채영석박사과정, 한국연구재단) - 진행중

연구기간: 2025.09 ~ 2026.08

연구내용: 본 연구는 안구 질환인 황반변성 치료의 효과를 극대화하기 위해, 환자 개인에게 최적화된 약물 투여 주기를 예측하는 플랫폼을 개발하고자 함. 이를 위해 다양한 종류의 나노 입자와 나노 구조체를 활용하여 SERS 분석에 최적화된 기판 제작 후, 이 데이터를 기반으로 AI에 적용시켜 모든 환자에게 동일하게 적용되는 획일적인 치료 방식에서 벗어나, 환자 개개인의 상태에 맞는 맞춤형 치료를 제공하고자 함.

연구제목: 수계 내 중금속 누출 진단을 위한 AI 전기화학 검출 플랫폼 개발(박대일박사과정, 한국연구재단) - 진행중

연구기간: 2025.09 ~ 2026.08

연구내용: 본 연구에서는 수계 내 중금속 다중 검출을 위하여 금속-페놀 네트워크 나노 구조체와 진동 모듈을 적용한 연구임. 얻어진 전기화학 데이터를 AI로 학습하여 중금속 종류, 농도, 비율을 정밀 분석할 수 있는 효율적인 진단 기술을 개발하고자 함.

연구제목: 항생제 내성 미세플라스틱-박테리아 고속 스크리닝을 위한 AI-광학 랩온어칩 (채경환박사과정, 한국연구재단) - 진행중

연구기간: 2025.09 ~ 2027.08

연구내용: 본 연구에서는 항생제 내성을 유발하는 미세플라스틱-박테리아의 고속스크리닝 기술을 개발하는 것을 목표로 함. 현장진단 가능성을 높이기 위해 랩온어칩 시스템을 도입하여 금속 페놀 네트워크 전처리과정을 자동화하고, AI 기반 광학신호 분석 기술을 도입하여 분석 정확도를 향상시키는 전략임.

연구제목: 황반변성 치료 반응성 예측을 위한 안구 방수 기반 AI-SERS 플랫폼 개발(강북삼성병원 안과 공동연구) - 진행중

연구기간: 2025.04 ~ 2027.03

연구내용: 본 연구에서는 황반변성 치료 반응성 예측을 위하여 안구 방수에서 AI-SERS 기법을 적용시킨 연구임. 안구 방수 샘플에서 얻어진 SERS 데이터를 AI로 학습하여 황반변성에 가장 적합한 치료 반응성을 예측할 계획임.

연구제목: 간 질환 진행 단계 진단을 위한 AI-전기화학 복합 검출 플랫폼 개발 (김치현박사, 과학기술정보통신부) - 진행중

연구기간: 2025.03.01 ~ 2030.02.28

연구내용: 본 연구는 간 질환의 진행 단계를 신속하고 정밀하게 진단할 수 있는 AI-전기화학 복합 검출 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 함. 이를 위해 멀티채널 전극 기반 나노구조체 및 바이오소재를 활용한 전기화학적 바이오마커 복합 검출 기술과 간 질환 진행 단계를 분석하는 AI 데이터 분석 알고리즘을 개발할 예정이며, 최종적으로 국내 최초로 간 질환 및 진행 단계 진단이 가능한 플랫폼을 구축하여 보다 효율적인 진단 기술을 실현하고자 함.

연구제목: 산부인과 질환 현장 정밀 진단을 위한 고성능 플렉시블 단일 사용 AI-광학 칩 기술 개발 (박현준박사, 과학기술정보통신부) - 진행중

연구기간: 2025.03.01 ~ 2030.02.28

연구내용: 본 연구는 대표적인 산부인과 질환을 현장에서 정밀하게 진단할 수 있는 고성능 플렉시블 AI-SERS 플랫폼을 개발하는 것을 목표로 함. 이를 위해, 다양한 나노 기술을 필름 기반 기판에 적용하여 일회용 광학 칩을 개발하고, 주요 병원체의 라만 신호 데이터를 수집하여 AI 기반 학습 알고리즘을 구축함으로써 정밀한 진단 기술을 구현하고자 함.

연구제목: 체내 질병 유발 물질 검출을 위한 MPN(Metal – Phenolic Network) 기반 옵토-일렉트로 센서 시스템 개발 (호주 멜버른 대학 공동연구) - 진행중

연구기간: 2024.11 ~ 2025.10

연구내용: 본 연구에서는 MPN을 기반하여 체내 질병 유발 물질을 효과적으로 검출하는 기술을 개발하고자 함. 특히 광학센서와 전기화학 센서에 각각 MPN 기술이 탑재되어 센서의 민감도를 극대화 시키는 것이 목표임.

연구제목: 자궁경부암 조기진단을 위한 HPV 현장진단 센서 키트 개발 (삼성서울병원 산부인과 공동연구) - 진행중

연구기간: 2024.10 ~ 2026.09

연구내용: 본 연구에서는 자궁경부암과 가장 밀접한 마커인 HPV를 현장에서 진단 할 수 있는 광학 라만 센서 기반 키트를 개발하는 것이 목표임. 또한, AI 학습을 통하여 HPV의 다양한 검출 가능성을 확보할 계획임.

연구제목: AI-멀티센서 및 바이오프린팅 기반 지능형 실시간 Liver-on-a-Chip 평가 플랫폼 (박주형-김민우박사, 과학기술정보통신부) - 진행중

연구기간: 2024.09 ~ 2027.08

연구내용: 본 연구에서는 기존 장기 칩의 한계를 극복하고자 “AI-멀티센서 및 바이오프린팅 기반 지능형 실시간 간 생체 칩(Liver on a Chip) 평가 플랫폼”을 제작하여 실시간으로 활동성 및 생존성 바이오마커를 모니터링하는 기술을 개발함. 또한, AI 기반 분류 알고리즘을 통해 세포 성장 단계 및 활동/생존율을 분류하고, 무선통신을 통해 여러 칩을 동시에 모니터링하여 최종적으로 동물실험을 대체하여 약물실험의 안전성과 위험성을 평가할 수 있는 플랫폼을 제공하는 것이 목표임.

연구제목: 대사이상 관련 지방성간질환 비침습적 진단을 위한 다중 융합 시스템 개발 (과학기술정보통신부) - 진행중

연구기간: 2024.07 ~ 2028.12

연구내용: 본 연구에서는 대사이상 관련 지방성간질환(MASLD)의 비침습적 진단을 위해 “대사이상 관련 지방성간질환 비침습적 진단을 위한 다중 융합 시스템”을 개발하고자 하며, 이를 통해 연구 및 검증 코호트와 바이옵시 코호트를 수립하고, MASLD의 비침습적 진단 시스템을 개발하여 동물모델과 연구 코호트를 통해 성능을 검증하고, AI 기반의 통합 분석 시스템을 활용하여 진단 능력을 극대화함. 최종적으로 MASLD 진단의 정확성을 향상시켜 조기에 지방성간질환을 진단하는 기술을 제공하는 것이 목표임.

연구제목: 뇌질환 동시진단을 위한 광학-AI 센서 시스템 개발 (김우창박사, 과학기술정보통신부) - 진행중

연구기간: 2024.05 ~ 2029.04

연구내용: 뇌척수액을 이용하여 뇌연수막전이, 알츠하이머, 파킨슨병, 지주막하출혈을 동시에 진단할 수 있는 광학-AI 센서 시스템 개발이 목표이며, 전자기장 시뮬레이션과 SERS 성능 평가를 통해 최적화한 다차원 나노구조물 제작 기술 및 인공지능 모델 최적화를 통해 뇌질환 바이오마커를 정확하게 분류하는 동시진단 기술 개발이 목표임.

연구제목: 수계 내 이취미/질병 유발물질 검출을 위한 현장 및 자동계측 모니터링 옵토-일렉트로 센서 시스템 개발 (과학기술정보통신부) - 진행중

연구기간: 2023.03 ~ 2028.02

연구내용: 수계 내 독성물질(카드뮴, 납, 망간)과 이취미 발생 물질(Geosmin, 2-MIB)을 현장에서 검출하고 자동 계측 모니터링을 위한 옵토-일렉트로 센서 시스템을 개발하는 연구 과제임. 센서 제작부터 시스템 개발까지 진행되는 토탈 연구임.

연구제목: 비침습적 뇌척수액 누출 검사를 위한 현장진단 센서 시스템 개발 (삼성서울병원-성균관대학교) - 완료

연구기간: 2022. 10 ~ 2024. 09

연구내료용: 비침습적으로 뇌척수액 누출을 진단하기 위하여 beta-2 transferrin의 현장 신속 진단 기술을 개발하고자 함. 이를 위하여 NBES연구실에서는 전기화학 센서 기판 제작 및 최적화와 실제 beta-2 transferrin의 효과적 검출을 진행하고자 함.

연구제목: 멘탈 헬스케어를 위한 침 속 생체지표(코티졸, 비타민D)의 머신러닝 기반 고민감, 고정밀 검출 센서 개발 (박주형 박사, 교육부) - 완료

연구기간: 2022. 06 ~ 2025. 05

연구내용: 멘탈 헬스케어를 위하여 침 속의 생체지표의 머신러닝 기반 전기화학 센서 시스템을 개발하고자 함. 다양한 나노구조체와 전기화학센서의 응용기술이 필요할 것으로 기대됨.

연구제목: 나노 구조체를 이용한 심미적 수질영향물질(망간이온) 신속 검출 방법 개발 (서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2023. 03 ~ 2023. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고 학생들과 함께 수질 오염 물질원 중 하나인 망간 이온을 전기화학적으로 고민감하게 검출하기 위한 나피온@금 나노입자를 기능화한 전극을 개발하고자 함.

연구제목: 나노 구조체 및 입자를 사용해 극대화된 표면 증강 라만 산란 기법을 통한 잔류농약성분(타이람)의 고료민감 검출(박주형 연구교수, 서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2023. 03 ~ 2023. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고 학생들과 함께 은 나노 구조체와 함께 성게 모양 금 나노입자를 응용한 SERS 기판을 제작해 라만 분광학적으로 잔류 농약성분인 타이람(Thiram)을 고민감하게 검출하고자 함.

연구제목: 생태모방 기반 질병유발 중금속/화합물의 수계 내 멀티센싱 플랫폼 시스템 개발(한국환경산업기술원) - 완료

연구기간: 2019. 04 ~ 2023. 12

연구내용: 생태모방 다공성 구조를 이용한 1) 탄소/비스무스 전극, 2) 금 SERS 기판, 3) 페이퍼를 기반으로 실제 수계 내 샘플 속의 질병유발 독성 이온/화합물 (카드뮴, 납, 인 화합물, 불소 화합물)의 현장 검지가 가능한 멀티센싱 플랫폼과 검출기기 시작품 개발

연구제목: 환경 내 질병유발 독성물질 검출 옵토-메카니컬-일렉트로-케미컬 나노 구조 센서 플랫폼 개발 및 생체기반 검증 연구(미래창조과학부) - 완료

연구기간: 2017. 11 ~ 2022. 10

연구내용: 본 연구는 옵토-메카니컬-일렉트로-케미컬센서로 응용 가능한 나노 구조 센서 플랫폼(NS2P)을 개발하여 질병유발 독성물질(Al3+,Hg2+, Ag+)의 효과적인 검출을 진행하는 동시에 브라인 쉬림프 기반 독성 통합관리 플랫폼을 개발하여 실제 환경에서 적용 가능한 소형 광학 분석 시스템(POS)을 개발하고자 한다.

연구제목: 수자원 내 암 유발 중금속 다중 검출을 위한 딥러닝 광학 센서 시스템 개발 (한양대 김웅 교수, 과학기술정보통신부) - 완료

연구기간: 2022. 06 ~ 2023. 02

연구내용: 수자원 내 질병을 유발하는 중금속을 다중 검출할 수 있는 딥러닝 기반 광학 센서를 개발하고자 함. SERS 기술에 응용 가능한 새로운 SERS 기판을 개발하고자 함.

연구제목: 생태모방 표면증강 라만산란(SERS) 기판과 광학적 검출 기법을 이용한 독성이온 물질(카드뮴 이온, Cd2+)의 고민감 검출 (한양대 김웅 교수, 서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2022. 03 ~ 2022. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고 학생들과 함께 SERS 기판을 이용하여 광학적으로 독성물질(카드뭄 이온) 검출하고자 함.

연구제목: 비스무스 나노플레이트와 그래핀을 이용한 전기화학적 환경독성물질(Pb2+, Cd2+) 검출방법 개발 (서울과학고등학교) - 완료 - 최우수평가

연구기간: 2022. 03 ~ 2022. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고 학생들과 함께 나노 독성물질(납, 카드뭄 이온) 검출을 위한 비스무스 나노플레이트@그라핀 전극을 개발하고자 함.

연구제목: 세포막 코팅 기술 기반 생체모방 스마트 마이크로 메디봇 및 광학 검출 시스템 개발(범부처) - 완료

연구기간: 2020. 09 ~ 2022. 12

연구내용: 마이크로 3D 프린팅을 통한 마이크로 메디봇을 제작/최적화, 세포막과 나노입자 코팅 기술을 통하여 생체모방 스마트 마이크로 메디봇을 개발하고 혈관 염증과 관련된 pH, 활성산소 등의 생체신호 측정이 가능한 광학 측정 플랫폼을 개발.

연구제목: 기분증상 관리를 위한 생체리듬 바이오마커 기반 모바일 헬스케어 기술개발(미래창조과학부) - 완료 - 우수A 평가!

연구기간: 2017. 04 ~ 2022. 3

연구내용: 기분증상(우울증, 조울증 등)에 대한 연구는 OECD국가 자살률1위인 대한민국에서 필수적인 연구라 하겠다. 본 연구는 LSPR 모바일 헬스케어 기술을 개발하여 기분증상의 생체리듬에 대한 분석을 통해 기분증상 관리가 가능한 연구를 진행하고자 한다. 이를 위하여 고려대학교 의과대학 이헌정 교수님 연구팀, 약학대학 박영자 교수님 연구팀, 바이오센서 회사 DFI와 공동연구를 진행하며 NaBios연구실은 센서 개발 세부책임을 맡아 진행하고자 한다.

연구제목: 나노 독성물질(Cd2+, Pb2+)의 전기화학적 검출을 위한 비스무스 나노입자@나피온 전극 개발 (서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2021. 03 ~ 2021. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고 학생들과 함께 친환경 소재인 비스무스의 나노입자와 나피온을 탄소전극에 기능화하여 수계 내 샘플 속의 독성물질(납, 카드뮴 이온)을 전기화학적으로 검출하고자 함.

연구제목: 나노 독성물질(Pb2+)의 전기화학적 검출을 위한 생체모사 나노 다공성 전극 개발 (서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2020. 03 ~ 2020. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고 학생들과 함께 반도체 공정을 이용하여 나노 다공성 구조를 지닌 금 전극을 제작하고 이를 이용하여 독성물질(납 이온)을 검출하는 방법을 개발하고자 함.

연구제목: 여러 과일 추출물을 이용한 친환경 금 나노입자의 합성 및 이를 통한 알루미늄 이온의 비색법 검출 센서 개발 (서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2019. 03 ~ 2019. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고등학교 학생들과 함께 과일 추출물을 이용한 알루미늄 이온 검출 센서를 개발하고자 한다.

연구제목: 초상자성 금 나노스타 합성과 정렬 및 이를 이용한 중금속 이온 센서 개발(서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2019. 03 ~ 2019. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고등학교 학생들과 함께 초상자성 금 나노스타 합성을 통해 중금속 이온 센서를 개발하고자 한다.

연구제목: 수계 내 독성 물질 (수은, 카드뮴, 미세 플라스틱 등) 검출을 위한 아밀로이드 독성 응집체 기반 전기화학센서 및 독성 모니터링 시스템 개발 - 완료

연구기간: 2019. 03 ~ 2022. 02

연구내용: 아밀로이드 독성 응집체를 생성하여 수계 내 독성 물질 (수은, 카드뮴, 미세 플라스틱 등)을 고속, 고효율, 고민감도로 검출하고 실제 인체에 미칠 수 있는 독성을 모니터링 할 수 있는 시스템을 개발 및 통합하여 효과적으로 독성 물질의 검출 및 독성 평가가 가능한 시스템 개발을 목표로 한다.

연구제목: 노화 예방을 위한 전기화학 기반 체액 내 25(OH) Vitamin D3 검출 및 모니터링 기기 개발(중소벤처기업부) - 완료

연구기간: 2018. 08 ~ 2019. 12

연구내용: 전기화학 센서를 기반하여 체액내에 있는 비타민 D를 검출하는 센서를 제작 및 상용화 하여 일반인이 손쉽게 사용하는 시스템을 구축 하고자 한다.

연구제목: 전기화학적 분석을 통한 나노 독성물질과 아밀로이드 반응성 연구(서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2018. 03 ~ 2018. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고등학교 학생들과 함께 전기화학적 분석을 통하여 나노 독성물질 검출과 아밀로이드의 반응성을 연구하고자 한다.

연구제목: 스마트 홈 구현을 위한 온수분배기 시스템 개발(산업통상자원부) - 완료

연구기간: 2017. 04 ~ 2018. 12

연구내용: 최근 IoT로 수요가 높아진 스마트 홈 구현을 위하여 보일러 사업 분야 1위인 (주)귀뚜라미와 고려대학교 기계공학과 최원준 교수님연구실과 공동으로 진행하는 연구로서, 본 연구실에서는 온수분배기 고체부분 해석을 진행하고자 한다.

연구제목: 브라인 쉬림프 다중 객체 추적 시스템을 이용한 나노 독성물질 (Al3+, Hg2+) 검출방법 개발(서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2017. 03 ~ 2017. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고등학교 학생들과 함께 나노 독성물질 검출을 위한 브라인 쉬림프의 객체 추적을 통한 분석을 하고자 한다.

연구제목: 금속나노입자의 표면 플라즈몬을 이용한 나노 독성물질 (알루미늄 이온) 검출(서울과학고등학교) - 완료

연구기간: 2016. 03 ~ 2016. 12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고등학교 학생들과 함께 표면 플라즈몬 공명에 의한 금속 나노 입자의 색 변화를 이용하여 나노 독성 물질을 효과적으로 검출하고자 한다.

연구제목: 질병유발 환경 나노 독성 물질의 고감도 검출 기법 개발 (한국연구재단,후속연구) - 완료

연구기간: 2015. 09 ~ 2018. 08

연구내용: 표면전하 측정 현미경(Kelvin prove force microscopy)을 통하여 대표적인 환경 나노 독성 물질인 은 이온을 극저농도에서의 검출을 목표로 하는 연구로써, 특별히 한방울의 용액에서도 환경 나노 독성물질의 검출이 가능할것으로 생각된다.

연구제목: TOX 접합 공정 기반 원가 절감을 위한 Air Oil Cooler(AOC) Plate 개발 (산업통상자원부)- 완료

연구기간: 2015. 05 ~ 2016.04

연구내용: Tox 접합 공법을 이용한 AOC Plate의 기계적 물성 측정 및 평가하는 연구로써, 세종특별시 지역 특화 사업인 '자동차 부품' 사업의 일환으로 도움이 될것으로 생각된다.

연구제목: 축전기 원리를 이용한 나노 독성물질(알루미늄 이온)검출방법 개발 (서울과학고등학교)- 완료

연구기간: 2015. 03 ~ 2015.12

연구내용: 서울과학고등학교 R&E 프로그램의 일환으로써, 서울과학고등학교 학생들과 함께 원자현미경의 이론중 KPFM을 이용하여 효과적인 나노 독성 물질 검출을 시도하고자 한다.

연구제목: 질병유발 환경 나노 독성 물질의 고감도 검출 기법 개발 (한국연구재단) - 완료

연구기간: 2013. 11 ~ 2015.10

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