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RESEARCH TOPICS
나노 MRI와 소형 양자 심자도로 여는 차세대 양자센서 응용
본 컨소시엄은 다이아몬드 NV 센터 기반 양자센싱 기술을 바탕으로, 기존 NMR·MRI 및 심자도 기술이 가진 민감도·공간분해능·장비 운용의 한계를 넘어서는 새로운 연구 주제를 추진하고 있습니다.
핵심 방향은 고해상도 바이오 분석이 가능한 나노 MRI와, 비접촉·소형화 진단으로 확장 가능한 양자 심자도 기술의 동시 발전입니다.
KEYWORDS
왜 나노 MRI와 소형 양자 심자도인가?
이 연구는 기존 측정 기술의 한계를 단순히 보완하는 수준이 아니라 더 작은 시료, 더 정밀한 공간 정보, 더 유연한 운용 환경을 가능하게 하는 차세대 센서 플랫폼을 지향합니다.
NANO MRI
고해상도 바이오 분석의 확장
기존 한계
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기존 NMR·MRI는 낮은 민감도로 인해 많은 수의 핵스핀이 필요하고, 강한 자기장과 큰 시료 조건에 크게 의존합니다.
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공간분해능도 수백 μm에서 mm 수준에 머무는 경우가 많아, 세포·단백질 수준의 미세 분석에는 한계가 있습니다.
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강한 자장 시스템과 저온·고가 장비 환경이 요구되어 활용 범위와 접근성이 제한됩니다.
새로운 가능성
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나노 NMR·MRI는 단일 혹은 극소수 스핀 수준의 높은 민감도를 바탕으로 더 작은 시료 분석이 가능합니다.
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약한 자기장과 상온 환경에서도 동작 가능성이 높아 장비 소형화와 활용성 확대에 유리합니다.
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세포, 단백질, 대사체 등 바이오 시료의 정밀 분석과 고해상도 이미징으로 이어질 수 있습니다.
QUANTUM MCG
비접촉 심자도 진단의 진화
기존 한계
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기존 NMR·MRI는 낮은 민감도로 인해 많은 수의 핵스핀이 필요하고, 강한 자기장과 큰 시료 조건에 크게 의존합니다.
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공간분해능도 수백 μm에서 mm 수준에 머무는 경우가 많아, 세포·단백질 수준의 미세 분석에는 한계가 있습니다.
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강한 자장 시스템과 저온·고가 장비 환경이 요구되어 활용 범위와 접근성이 제한됩니다.
새로운 가능성
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나노 NMR·MRI는 단일 혹은 극소수 스핀 수준의 높은 민감도를 바탕으로 더 작은 시료 분석이 가능합니다.
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약한 자기장과 상온 환경에서도 동작 가능성이 높아 장비 소형화와 활용성 확대에 유리합니다.
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세포, 단백질, 대사체 등 바이오 시료의 정밀 분석과 고해상도 이미징으로 이어질 수 있습니다.
두 축 기술의 핵심 활용 방향
단분자 수준의 바이오 분석과 고분해능 이미징
고감도·고해상도 측정을 통해 소량 바이오 시료 분석, 질병 진단용 구조·기능 분석, 신약 개발 연구, 그리고 의료·산업 기반의 정밀 이미징 확장으로 연결될 수 있습니다.
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소량 시료 기반의 바이오 분석 장비
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대사체·단백질 구조 및 기능 분석
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단백질-분자 결합 연구와 신약 개발
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뉴런 활동, 분자 회전, 생리 온도 측정 등 고분해능 이미징
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반도체·배터리 전류 분포 분석 등 산업 응용
새로운 심질환 진단 플랫폼과 소형 자기장 센서 응용
심장 자기장 측정 기술의 소형화와 비접촉화를 통해 더 정밀한 심질환 진단 가능성을 확보하고, 향후 다양한 생체 신호 및 산업용 자기장 센서 분야로의 확장을 기대할 수 있습니다.
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자기장 기반의 새로운 심질환 진단 장비
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심전도로 포착하기 어려운 이상 신호 조기 탐지
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부정맥·심부전 등 조기 진단 가능성 확대
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소아·고위험군 대상의 더 유연한 검사 환경
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뇌파·근전도·신경전도 및 소형 자기장 센서 응용 확장
활용방안 및 기대효과
본 연구는 원천기술에 머무르지 않고 바이오·의료·산업 현장으로 이어지는 응용 경로를 함께 설계합니다. 장비 개발과 성과 확산, 산업 연계, 커뮤니티 형성을 통해 지속 가능한 기술 생태계 구축을 목표로 합니다.
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기업 연계와 제작 참여를 통해 산업화 마중물 역할을 수행
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바이오·의료 분야의 새로운 측정·진단 시장 개척
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양자자기장센싱 기술의 반도체·배터리·환경계측·안보 분야 확장
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제품 전시와 홍보를 통해 연구개발 성과의 외연 확대
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국내 양자센서 커뮤니티와 연계한 생태계 성장 기반 마련
양자센서 기술의 정밀도와 실용성을 동시에 확보함으로써, 학술적 성과뿐 아니라 국가 경쟁력, 신시장 창출, 건강한 사회에 기여하는 확장 효과를 기대할 수 있습니다.
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양자센서 분야의 국제 경쟁력 확보
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바이오·의료 분야의 신시장 개척
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정밀 진단 기술을 통한 건강한 국민 삶 기여
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국내 양자생태계의 저변 확대와 연구 확산 기여