개발된 3차원 침습형 센서의 혈액 내 질병 원인 물질 감지. 개발된 센서는 체외에서 진피에 있는 혈관까지 들어갈 수 있어 혈액 내 존재하는 질병 원인 물질을 감지할 수 있다. (사진=한국연구재단 제공)
한국연구재단은 연세대 최헌진 교수 연구팀이 혈액 속에 존재하는 질병 원인 물질(질명마커)을 실시간으로 감지하는 시스템을 개발했다고 18일 밝혔다.
질병 진단을 위해서는 바이오센서를 피부에 부착해 땀이나 눈물, 소변을 분석하는 방법이 활용된다.
그러나 대부분 질병 원인 물질은 체외로 배출되지 않고 혈액 속에 머물러 감지하기 어렵다.
혈액을 채취해 분석하는 방법도 있지만, 복잡한 시료 전처리와 값비싼 대형 장치로 인해 실시간으로 조기 진단하기에 한계가 있다.
연구팀은 피부 속으로 침습해 혈액 내 질병 원인 물질을 진단하는 바이오센서를 개발했다.
이 센서를 피부에 붙이면 미세 전극이 모세혈관이 있는 진피층까지 도달한다. 센서 내 다양한 항체들이 질병을 일으키는 단백질이나 중금속 이온을 효율적으로 선별한다. 센서의 생체 적합성도 검증됐다고 연구팀은 밝혔다.
이 센서는 혈액 채취와 전처리 과정이 필요하지 않고 실시간으로 감지할 수 있는 특징이 있다.
최헌진 교수, 나주관 연구원. (사진=한국연구재단 제공)
연구팀은 살아있는 동물의 순환되는 혈액에서 극히 낮은 농도의 콜레라 독소와 중금속 이온 등을 감지해 냈다.
최헌진 교수는 "기존 바이오센서로 적용하기 어려웠던 '혈액 직접 감지'에 응용한 새로운 시스템을 개발한 것"이라며 "우리 몸에서 암, 알츠하이머, 콜레라, 중금속 중독 등 다양한 질병을 환자 스스로 실시간 진단하는 센서로 발전하길 기대한다"고 말했다.
연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 나노소재기술개발사업과 연세대 지원으로 수행했다. 국제학술지 '나노 레터스(Nano Letters)' 지난 12일 게재됐다.