60년간 변하지 않았던 신속항원키트의 근본적 한계를 ‘검은 배경’이라는 혁신적 아이디어로 해결한 스타트업이 주목받고 있다. 온나노바이오랩 주식회사(대표 김기현)는 기존 대비 200배 이상 향상된 검출 민감도를 구현한 ‘검은 배경 신속항원키트’로 진단 시장의 게임체인저를 꿈꾸고 있다.
김기현 대표는 광주과학기술원(GIST)에서 화학 박사학위를 취득한 후 하버드 의대와 메사추세츠 종합병원에서 박사후 연구원으로 활동했다. 현재 GIST 선임연구원과 온나노바이오랩 대표를 겸임하며, 특허 출원 10건, 기술이전 3건(2.25억 원) 등의 실적을 보유한 현장진단 바이오센서 개발 전문가다.
그가 신속항원키트 개발에 뛰어든 계기는 단순하면서도 명확했다. “병원에 가지 않아도 누구나 자신의 건강상태를 확인할 수 있는 진단키트를 개발하고자 하는 마음”에서 시작됐다.
‘낮 하늘의 별’이 보이지 않는 이유에서 찾은 해법
온나노바이오랩의 핵심 기술은 기존 업계의 접근법과 완전히 다른 시각에서 나왔다. 김 대표는 “낮 하늘의 별이 보이지 않는 이유”에서 아이디어를 얻었다고 설명한다.
“지난 60년간 신속항원키트의 민감도를 높이기 위해 대부분 바이오 물질 개발에만 몰두했습니다. 하지만 저는 소재의 광학적 관점에서 새로운 접근법을 도입했습니다.”
기존 신속항원키트는 흰 배경에서 흡광 신호를 검출하는 방식으로, 배경 신호가 검출 신호보다 커서 미세한 신호 검출이 어려웠다. 온나노바이오랩은 이를 검은 배경에서 산란광을 검출하는 방식으로 바꿔 신호만 존재하도록 만들었다.
실제 임상 시료 테스트에서 기존 제품들의 민감도가 40~60% 수준인 반면, 온나노바이오랩의 검은 배경 신속항원키트는 92%의 민감도를 보였다. 이는 PCR 검사 결과에 매우 근접한 수치로, 검출 한계를 200배 이상 향상시킨 결과다.
기존 제조공정 그대로, 원가는 동일하게
기술의 혁신성 못지않게 주목할 점은 상용화 가능성이다. 검은 배경 신속항원키트는 기존 제품과 구조가 동일해 기존 제조 공정시설을 그대로 활용할 수 있으며, 제조 단가도 기존과 유사하다.
김 대표는 “기존과 동일한 생산 공정으로 200배 이상 우수한 성능을 구현하면서도 제조 원가는 동일하다는 것이 가장 큰 경쟁력”이라고 강조했다.
온나노바이오랩은 B2B 전략을 통해 사업을 확장하고 있다. 코로나19 이후 신속항원키트 개발 업체가 10~20개에서 100개 이상으로 급증한 상황에서, 언컷 시트(Uncut Sheet) 형태로 납품해 기존 업체들이 자사 브랜드로 상품화할 수 있도록 지원한다.
창업 1년여 만에 온나노바이오랩은 괄목할 만한 성과를 거뒀다. 2024년 K-딥테크 왕중왕전 장려상, 한전 교직원/학생 창업경진대회 금상을 수상했으며, 2025년 4월에는 네이처 커뮤니케이션(Nature Communication)에 논문을 게재했다. 또한 청년창업사관학교 사업에도 선정되는 등 기술력을 인정받고 있다.
향후 온나노바이오랩은 2029년까지 총 20억 원의 자금을 조달해 Flu A 진단키트를 시작으로 급성심근경색, 잔류항생제, 성병 등 다양한 진단키트를 출시할 계획이다. 또한 고감도 신호 검출용 금/은 나노입자 등 원료소재 사업도 병행해 수익 다각화를 추진한다.
김기현 대표는 “암, 호흡기 바이러스, 알츠하이머, 심근경색, 성병 등 질병 예방의 핵심은 조기진단”이라며 “PCR급 성능의 신속항원키트 개발을 통해 언제 어디서나 건강 상태를 확인할 수 있는 개인 중심 헬스케어를 구현하겠다”고 포부를 밝혔다.
The "Black Background" rapid antigen kit, with "PCR-level sensitivity," can prevent a second pandemic.
A startup is attracting attention for its innovative "black background" solution to the fundamental limitations of rapid antigen kits, which have remained unchanged for 60 years. On Nano Biolab (CEO Kim Ki-hyun) aspires to become a game-changer in the diagnostics market with its "black background rapid antigen kit," which boasts detection sensitivity over 200 times higher than previous models.
CEO Kim Ki-hyun received his Ph.D. in chemistry from the Gwangju Institute of Science and Technology (GIST) and worked as a postdoctoral researcher at Harvard Medical School and Massachusetts General Hospital. He currently serves as a Senior Researcher at GIST and Director of On Nano Biolab. He is an expert in the development of point-of-care biosensors, with ten patent applications and three technology transfers (worth 225 million won).
The motivation behind his rapid antigen kit development was simple yet clear: "I wanted to develop a diagnostic kit that would allow anyone to check their health status without having to go to the hospital."
The solution found for why the 'stars in the daytime sky' are not visible
On Nano Biolab's core technology stems from a completely different perspective than the existing industry approach. CEO Kim explains that the idea came from "the reason why stars in the daytime sky are invisible."
"For the past 60 years, most efforts to improve the sensitivity of rapid antigen test kits have focused solely on developing biomaterials. However, I have introduced a novel approach from an optical perspective on materials."
Existing rapid antigen kits detect absorbance signals against a white background, making it difficult to detect subtle signals because the background signal is larger than the detected signal. On Nano Biolab changed this by detecting scattered light against a black background, ensuring that only the signal remains.
In actual clinical sample testing, while existing products have shown sensitivities of 40-60%, On Nano Biolab's black background rapid antigen kit demonstrated a sensitivity of 92%. This figure closely matches the results of PCR tests, improving the detection limit by more than 200 times.
Same manufacturing process, same cost
Just as noteworthy as the technological innovation is its commercial viability. The black background rapid antigen kit has the same structure as existing products, allowing it to utilize existing manufacturing facilities, and its manufacturing cost is similar to that of existing products.
CEO Kim emphasized, “Our biggest competitive edge is that we can achieve performance that is 200 times better than before using the same production process, while maintaining the same manufacturing cost.”
On Nano Biolab is expanding its business through a B2B strategy. With the number of rapid antigen kit developers rapidly increasing from 10-20 to over 100 following the COVID-19 pandemic, the company is supplying its kits in uncut sheet form, enabling existing companies to commercialize them under their own brands.
In just over a year since its founding, On Nano Biolab has achieved remarkable results. It won the Encouragement Award at the 2024 K-Deep Tech King of Kings Competition and the Gold Award at the KEPCO Faculty/Student Entrepreneurship Competition. In April 2025, it published a paper in Nature Communications. Furthermore, its technological prowess has been recognized, with the company being selected for the Youth Entrepreneurship Academy program.
Going forward, On Nano Biolab plans to raise a total of 2 billion won by 2029 to launch a variety of diagnostic kits, starting with a Flu A diagnostic kit, followed by those for acute myocardial infarction, residual antibiotics, and sexually transmitted diseases. Furthermore, the company plans to diversify its revenue streams by expanding into raw materials businesses, including gold and silver nanoparticles for high-sensitivity signal detection.
CEO Kim Ki-hyun stated, “The key to preventing diseases such as cancer, respiratory viruses, Alzheimer’s, myocardial infarction, and sexually transmitted diseases is early diagnosis,” and expressed his ambition, saying, “By developing a rapid antigen kit with PCR-level performance, we will implement individual-centered healthcare that allows people to check their health status anytime, anywhere.”
「黒背景」迅速抗原キット、「PCR級感度診断」で2次ファンデミック予防
60年間変わらなかった迅速抗原キットの根本的限界を「黒い背景」という革新的なアイデアで解決したスタートアップが注目されている。 On Nano Biolab株式会社（代表キム・ギヒョン）は、従来比200倍以上に向上した検出感度を具現した「黒背景迅速抗原キット」で、診断市場のゲームチェンジャーを夢見ている。
キム・ギヒョン代表は光州科学技術院(GIST)で化学博士学位を取得した後、ハーバード医大とメサチューセッツ総合病院で博士後研究員として活動した。現在、GIST先任研究院とOn Nano Biolab代表を兼任し、特許出願10件、技術移転3件(2.25億ウォン)などの実績を保有した現場診断バイオセンサー開発専門家だ。
彼が迅速抗原キットの開発に飛び込んだきっかけは単純ながらも明確だった。 「病院に行かなくても誰でも自分の健康状態を確認できる診断キットを開発したい心」から始まった。
「昼空の星」が見えない理由で見つけた解決策
On Nano Biolabのコアテクノロジーは、既存の業界のアプローチとはまったく異なる視点から来ています。キム代表は「昼空の星が見えない理由」でアイデアを得たと説明する。
「過去60年間、迅速抗原キットの感度を高めるために、ほとんどがバイオ物質の開発だけに没頭しました。しかし、私は素材の光学的観点から新しいアプローチを導入しました。」
従来の迅速抗原キットは、白い背景で吸光信号を検出する方式で、背景信号が検出信号より大きく、微細な信号検出が困難であった。 On Nano Biolabは、これを黒の背景で散乱光を検出するように変え、信号のみが存在するようにしました。
実際の臨床試料試験では、既存製品の感度が40～60％水準であるのに対し、On Nano Biolabの黒背景迅速抗原キットは92％の感度を示した。これはPCR検査結果に非常に近い数値で、検出限界を200倍以上向上させた結果だ。
既存製造工程そのまま、原価は同じに
技術の革新性に劣らず注目すべき点は商用化可能性である。黒背景迅速抗原キットは既存製品と構造が同一で、既存製造工程施設をそのまま活用することができ、製造単価も既存と同様である。
キム代表は「既存と同じ生産工程で200倍以上の優れた性能を実現しながらも、製造コストは同じだというのが最も大きな競争力」と強調した。
On Nano BiolabはB2B戦略を通じて事業を拡大している。コロナ19以降、迅速抗原キット開発会社が10～20社から100社以上に急増した状況で、Uncut Sheet（Uncut Sheet）の形で納品し、既存企業が自社ブランドで商品化できるように支援する。
創業1年余りで、On Nano Biolabは目立つ成果を収めた。 2024年にK-ディープテック王中王殿奨励賞、韓電教職員/学生創業競技大会金賞を受賞し、2025年4月にはネイチャーコミュニケーション(Nature Communication)に論文を掲載した。また、青年創業士官学校事業にも選定されるなど技術力を認められている。
今後、On Nano Biolabは2029年までに合計20億ウォンの資金を調達し、Flu A診断キットをはじめ、急性心筋梗塞、残留抗生物質、性病など多様な診断キットを発売する計画だ。また、高感度信号検出用金／銀ナノ粒子など原料素材事業も並行して収益多角化を推進する。
キム・ギヒョン代表は「がん、呼吸器ウイルス、アルツハイマー、心筋梗塞、性病など病気予防の核心は早期診断」とし「PCR級性能の迅速抗原キットの開発を通じて、いつでもどこでも健康状態を確認できる個人中心のヘルスケアを実装する」と抱負を明らかにした。
“黑底”快速抗原检测试剂盒具有“PCR 级灵敏度”，可以预防第二次疫情大流行。
一家初创公司凭借其创新的“黑底”解决方案，突破了快速抗原检测试剂盒60年来未曾改变的根本局限，引起了广泛关注。On Nano Biolab（CEO金基铉）希望凭借其“黑底快速抗原检测试剂盒”成为诊断市场的颠覆者，该试剂盒的检测灵敏度比以往产品高出200倍以上。
金基铉首席执行官在光州科学技术院（GIST）获得化学博士学位，曾在哈佛医学院和麻省总医院从事博士后研究。他目前担任GIST高级研究员兼On Nano Biolab主任。他是即时检测生物传感器开发领域的专家，拥有十项专利申请和三项技术转让（价值2.25亿韩元）。
他开发快速抗原检测试剂盒的动机很简单也很明确：“我想开发一种诊断试剂盒，让任何人都能在不必去医院的情况下检查自己的健康状况。”
找到了解释为什么“白天天空中的星星”不可见的答案。
Nano Biolab的核心技术源于与现有行业方法截然不同的视角。首席执行官金解释说，这个想法来自“为什么白天天空中的星星是不可见的”。
“过去60年来，提高快速抗原检测试剂盒灵敏度的大部分努力都集中在开发生物材料上。然而，我从光学角度提出了一种新的材料方法。”
现有的快速抗原检测试剂盒是在白色背景上检测吸光度信号，由于背景信号远大于检测信号，因此难以检测到微弱的信号。On Nano Biolab 通过检测黑色背景下的散射光改变了这一现状，确保只保留目标信号。
在实际临床样本检测中，现有产品的灵敏度为 40-60%，而 On Nano Biolab 的黑底快速抗原检测试剂盒灵敏度高达 92%。该数值与 PCR 检测结果高度吻合，检测限提高了 200 多倍。
相同的制造工艺，相同的成本
与技术创新同样引人注目的是其商业可行性。这款黑色背景快速抗原检测试剂盒与现有产品结构相同，因此可以利用现有生产设施，且其生产成本也与现有产品相近。
金首席执行官强调：“我们最大的竞争优势在于，我们可以在保持相同制造成本的同时，利用相同的生产流程，实现比以前提高 200 倍的性能。”
On Nano Biolab正通过B2B战略拓展业务。受新冠疫情影响，快速抗原检测试剂盒的开发商数量从10-20家迅速增长到100多家，该公司正以未切割的片材形式供应试剂盒，使现有公司能够以自有品牌进行商业化销售。
自成立以来短短一年多，On Nano Biolab 已取得令人瞩目的成就。该公司荣获 2024 年 K-Deep Tech King of Kings 大赛鼓励奖和韩国电力公司 (KEPCO) 师生创业大赛金奖。2025 年 4 月，该公司在《自然通讯》(Nature Communications) 上发表了一篇论文。此外，其技术实力也得到了认可，该公司入选了青年创业学院项目。
展望未来，On Nano Biolab计划在2029年前筹集20亿韩元，用于推出一系列诊断试剂盒，首先是甲型流感诊断试剂盒，随后是急性心肌梗死、抗生素残留和性传播疾病的诊断试剂盒。此外，该公司还计划通过拓展原材料业务，例如用于高灵敏度信号检测的金纳米颗粒和银纳米颗粒，来实现收入来源多元化。
首席执行官金基贤表示：“预防癌症、呼吸道病毒、阿尔茨海默病、心肌梗塞和性传播疾病等疾病的关键在于早期诊断。”他还表达了自己的雄心壮志：“通过开发具有 PCR 级性能的快速抗原检测试剂盒，我们将实现以个人为中心的医疗保健，让人们可以随时随地检查自己的健康状况。”
Le test antigénique rapide « Black Background », avec une « sensibilité équivalente à celle de la PCR », peut prévenir une seconde pandémie.
Une start-up attire l'attention grâce à sa solution innovante « sur fond noir » qui pallie les limitations fondamentales des tests antigéniques rapides, inchangés depuis 60 ans. On Nano Biolab (PDG : Kim Ki-hyun) ambitionne de révolutionner le marché du diagnostic avec son test antigénique rapide « sur fond noir », dont la sensibilité de détection est plus de 200 fois supérieure à celle des modèles précédents.
Le PDG, Kim Ki-hyun, est titulaire d'un doctorat en chimie de l'Institut des sciences et technologies de Gwangju (GIST) et a effectué des recherches postdoctorales à la faculté de médecine de Harvard et à l'hôpital général du Massachusetts. Il est actuellement chercheur principal au GIST et directeur du laboratoire On Nano Biolab. Expert en développement de biocapteurs pour diagnostic au point de soins, il a déposé dix demandes de brevets et réalisé trois transferts de technologie (d'une valeur de 225 millions de wons).
La motivation derrière le développement de son kit de test antigénique rapide était simple mais claire : « Je voulais développer un kit de diagnostic qui permettrait à chacun de vérifier son état de santé sans avoir à se rendre à l'hôpital. »
La solution a été trouvée pour expliquer pourquoi les « étoiles dans le ciel diurne » ne sont pas visibles.
La technologie de base d'On Nano Biolab repose sur une perspective totalement différente de l'approche industrielle actuelle. Le PDG, Kim, explique que l'idée est née de la question suivante : « Pourquoi les étoiles sont-elles invisibles en plein jour ? »
« Au cours des 60 dernières années, la plupart des efforts visant à améliorer la sensibilité des tests antigéniques rapides se sont concentrés exclusivement sur le développement de biomatériaux. Cependant, j'ai introduit une approche novatrice basée sur l'optique des matériaux. »
Les tests antigéniques rapides existants détectent les signaux d'absorbance sur fond blanc, ce qui rend difficile la détection de signaux faibles car le signal de fond est plus important que le signal détecté. On Nano Biolab a résolu ce problème en détectant la lumière diffusée sur fond noir, garantissant ainsi que seul le signal soit conservé.
Lors de tests sur des échantillons cliniques réels, alors que les produits existants affichaient une sensibilité de 40 à 60 %, le kit de détection rapide d'antigènes sur fond noir d'On Nano Biolab a démontré une sensibilité de 92 %. Ce résultat est très proche de celui des tests PCR, améliorant la limite de détection de plus de 200 fois.
Même procédé de fabrication, même coût
L'innovation technologique est tout aussi remarquable que sa viabilité commerciale. Le kit de test antigénique rapide sur fond noir possède la même structure que les produits existants, ce qui permet d'utiliser les installations de production existantes, et son coût de fabrication est similaire à celui des produits existants.
Le PDG Kim a souligné : « Notre principal avantage concurrentiel réside dans notre capacité à atteindre des performances 200 fois supérieures à celles d'auparavant en utilisant le même processus de production, tout en maintenant les mêmes coûts de fabrication. »
On Nano Biolab développe son activité grâce à une stratégie B2B. Face à l'augmentation fulgurante du nombre de développeurs de kits de tests antigéniques rapides, passé de 10-20 à plus de 100 suite à la pandémie de COVID-19, la société fournit ses kits sous forme de feuilles non découpées, permettant ainsi aux entreprises existantes de les commercialiser sous leur propre marque.
En un peu plus d'un an depuis sa création, On Nano Biolab a obtenu des résultats remarquables. L'entreprise a remporté le Prix d'encouragement lors du concours K-Deep Tech King of Kings 2024 et le Prix d'or au concours d'entrepreneuriat KEPCO destiné aux étudiants et aux professeurs. En avril 2025, elle a publié un article dans Nature Communications. De plus, son expertise technologique a été reconnue, l'entreprise étant sélectionnée pour le programme de l'Académie de l'entrepreneuriat des jeunes.
D'ici 2029, On Nano Biolab prévoit de lever 2 milliards de wons pour lancer une gamme de kits de diagnostic, en commençant par un kit pour la grippe A, suivi de ceux pour l'infarctus aigu du myocarde, les résidus d'antibiotiques et les infections sexuellement transmissibles. L'entreprise envisage également de diversifier ses sources de revenus en se développant dans le secteur des matières premières, notamment les nanoparticules d'or et d'argent pour la détection de signaux à haute sensibilité.
Le PDG Kim Ki-hyun a déclaré : « La clé de la prévention de maladies telles que le cancer, les virus respiratoires, la maladie d'Alzheimer, l'infarctus du myocarde et les maladies sexuellement transmissibles réside dans le diagnostic précoce », et a exprimé son ambition en disant : « En développant un kit de test antigénique rapide avec des performances équivalentes à celles de la PCR, nous mettrons en œuvre des soins de santé centrés sur l'individu qui permettront aux gens de vérifier leur état de santé à tout moment et n'importe où. »
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