Localized surface plasmon resonance, which is one of the unique electromagnetic properties of nanoparticles, generates high optical signals under specific resonance condition. Many applications have been made using this phenomenon in the fields of imaging and sensors. In particular, gold nanoparticles are biocompatible and superior in chemical stability compared to other metals, and are widely used in bio applications such as cancer heat treatment, drug delivery, and bio imaging. Meanwhile, with the development of these characteristics of gold nanoparticles and the development of IoT, sensors using gold nanoparticles are also being actively researched on wearable devices. In this thesis, we proposed smart lens with an optical sensor using gold nanoparticles that can be measured by optical coherence tomography, which is currently used in ophthalmology. As a preceeding research, we offered an effective imaging probe for optical coherence tomography in intraocular lens. Previous research on gold nanoparticles focused on gold nanospheres and nanorods, but in this thesis, gold nanodisks are optimized for optical coherence tomography imaging and their efficiency are compared to commercialized gold nanorods in an actual intraocular lens. The gold nanodisks were synthesized through nanoimprint lithography and their accuracy and homogeneity were confirmed, and it was confirmed that the imaging efficiency was higher than that of the gold nanorod with the same resonance condition when mounted in the intraocular lens.
나노입자가 가지는 특이한 전자기적 성질 중 하나인 국소 플라즈몬 공명은 특정 공명 조건에서 높은 광학 신호를 일으켜 이미징과 센서 등의 분야에서 이를 이용한 많은 응용이 이루어지고 있다. 특히 금 나노입자는 다른 금속에 비해 생체 친화적이며 화학적 안정성이 뛰어나 암 열치료, 약물 운반, 생체 이미징 등의 바이오 응용에 많이 사용되고 있다. 한편 금 나노입자의 이러한 특성과 IoT의 발전에 따라 금 나노입자를 이용한 센서를 탑재한 웨어러블 디바이스에 대한 연구도 활발히 진행 중이다. 본 학위논문에서는 안내렌즈에 금 나노입자를 이용한 광학센서를 탑재, 현재 안과에서 사용되는 장비인 광간섭 단층 촬영 기기를 사용해 광학신호를 측정할 수 있는 스마트 렌즈를 제안하고, 그 선행연구로써 효율적인 이미징 프로브를 찾고자 하였다. 기존의 금 나노입자 연구는 금 나노스피어와 나노로드에 집중되어 있었으나 본 학위논문에서는 광간섭 단층 촬영 기기에 최적화한 금 나노디스크 형태의 이미징 프로브를 디자인하고 실제 안내렌즈 내에서의 효율을 비교하였다. 나노임프린트 리소그래피를 통해 합성한 금 나노디스크의 정확도와 균질도를 확인하고, 안내렌즈 내에 탑재하여 같은 공명조건을 갖는 금 나노로드에 비해 높은 이미징 효율을 보임을 확인하였다.
