2D 헬리코이드 결정 (육방형 헬리코이드 초격자 센서)

PDMS 나노웰 템플릿 위에 조립된 432-helicoid-III의 2D 육방형 초격자로, 집단 공명 메커니즘을 통해 거울상 선택적 키롭티컬 센서 플랫폼으로 기능한다 (see Kim et al., Nature (2022)).

제작

• 계면 자기조립 (물–헥산 계면에서 1-도데칸티올 사용, 에탄올을 100 µl s⁻¹ 속도로 주입) 후, 기계적 러빙을 통해 헬리코이드를 육방형 PDMS 나노웰에 삽입 (피치 400 nm, 웰 직경 100 nm).
• 삽입 수율 ~98%: 13,480개 웰 전체에 걸쳐 확인되었으며, SEM + DFOM + FFT로 최대 2 cm × 3 cm 면적이 검증됨 (see Kim et al., Nature (2022), Fig. 2b–d).
• 입자 크기 180 nm일 때 집단 CD가 최대화됨 (638/790 nm에서 딥/피크 강도가 다른 크기 대비 10× 증가; Extended Data Fig. 5b, ii).

기능

CR 모드(60° 경사 LCP/RCP 조건에서 965 nm)에서 균일한 단일 손대칭성의 광학적 헬리시티를 생성 → collective-cd-enantioselective-sensing → collective-cd-helicoid-crystal (무작위 현탁액 대비 CD 2.5× 향상). 투과 모드 및 반사 모드 (SPR 프리즘) 모두에서 작동 가능. 분석물은 용액 중, 헬리코이드 위, 또는 헬리코이드 사이에 위치할 수 있다.

감지 성능

• miR-21 검출 한계(LoD) 114 pM (see Kim et al., Nature (2022), Fig. 4b).
• 헬리코이드 사이에서 발생하는 SNARE 복합체 형성의 무표지 모니터링.
• 반사 모드 SPR: 1.0 M 농도에서 |ΔCD_R,min| 69 mdeg (L-Pro) / 76 mdeg (D-Pro) (Fig. 4c).

Kim et al., Nano Lett. (2024)의 금 박막 위 정사각형 2D 헬리코이드 결정 (격자 결합 SPR-CD) 과는 구별된다. paper_210은 육방형 배열에서 집단-CD 개념을 최초로 도입하였으며, 이후 연구에서 금 박막 격자가 추가되었다.

최첨단 집단-CD 감지 플랫폼으로서의 인용 (Cho 2024 리뷰)

Cho et al., Chem (2024) (paper_235, Nam 교신저자)은 이 2D 헬리코이드 결정을 집단-CD 감지를 가능하게 하는 사전 조립된 키랄 NP 배열의 대표 사례로 특별히 언급하고 있다: miR-21 (폐암 바이오마커) 및 SNARE 복합체 형성이 균일한 근거리장 평면에서의 집단 CD를 통해 높은 민감도로 검출된다 (see Cho et al., Chem (2024), PDF p. 11, Fig. 4C, ref. 59). 리뷰 인용 교차 참조이며, 플랫폼 자체는 변경되지 않았다.