- 체내의 혈당ㆍ요산ㆍ젖당의 농도 정밀 검출, 향후 환자맞춤형 진단 및 치료 활용
[헤럴드경제=구본혁 기자] 질병을 진단하기 위한 혈액검사는 환자의 혈액을 다량으로 채취하고 결과 확인에도 상당한 시간이 소요됐다. 조만간 이 같은 혈액검사의 불편함이 해소될 전망이다. 국내 연구진이 체액 한 방울만으로 여러 가지 건강 상태를 빠르고 간단하게 진단할 수 있는 새로운 바이오센서 기술을 개발했기 때문이다.
한국과학기술연구원(KIST)은 생체재료연구단 서정목 박사팀과 연세대학교 전기전자공학부 이태윤 교수팀이 혈액이나 단백질이 묻지 않는 기능성 표면을 구현하고 그 위에서 혈액을 비롯한 눈물, 땀, 소변 등의 체액을 물방울 형태로 이동시키거나 수십 마이크로리터(microliter, μL, 백만분의 일 리터) 단위로 분배할 수 있는 바이오센서 기술을 개발했다고 25일 밝혔다.
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| 연구성과 그래픽 이미지[제공=KIST] |
연구진은 개발된 표면을 이용해 한 방울의 체액으로 여러 건강 상태에 대한 진단이 가능한 바이오센서 시스템이 구현 가능하다는 것을 입증했다.
먼저 휘어지거나 늘어날 수 있는 얇은 신축성 실리콘 소재 위에 기능성 접착제 및 나노입자를 스프레이 코팅해 표면장력이 낮은 기름이나 단백질을 포함한 혈액, 바이오 샘플에도 젖지 않는 초발수성 및 발유성을 동시에 지닌 코팅 표면을 형성했다. 이후 진공흡입장치를 이용해 표면 위에서 여러가지 액체를 방울 형태로 이동시키거나 수십 나노리터로 분배시킬 수 있는 ‘미세 액적 제어 시스템’을 개발했다.
연구진은 이러한 액적 제어 시스템의 미세 패턴에 각각 혈당, 요산, 젖당 농도에 따라 색이 변화하는 시료를 사전 처리해 소량의 혈액 한 방울만으로 체내의 혈당, 요산, 젖당의 농도를 정밀하게 검출하는데 성공했다. 또 혈당 농도 측정을 통해 실제 당뇨병 여부를 성공적으로 진단할 수 있었다.
서정목 박사는 “이번 연구를 통해 기존 혈액검사 시 필요한 혈액량의 100분의 1에 불과한 소량의 혈액만으로 환자의 건강 상태나 다양한 질병 유무를 검사할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다”며 “향후 혈액채취에 거부감이 있거나 채취가 어려운 사람들, 혹은 빈번한 혈액 검사가 필요한 환자들의 질병 관리에 큰 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이번 연구성과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘에이씨에스 나노’(ACS NANO) 1월 15일 온라인판에 게재됐다.
nbgkoo@heraldcorp.com
