혈액 속 독소, 중금속 모니터링하는 소자 나왔다

2019.03.19 08:36
체외에 사용되는 기존 바이오센서(왼쪽 위)와 개발된 3차원 피부 침습형 센서(오른쪽)를 비교한 그림이다. 개발된 센서는 체외에서 진피에 있는 혈관까지 들어갈 수 있어, 혈액 내 존재하는 질병 원인 물질을 감지할 수 있다. 사진 제공 한국연구재단
체외에 사용되는 기존 바이오센서(왼쪽 위)와 개발된 3차원 피부 침습형 센서(오른쪽)를 비교한 그림이다. 개발된 센서는 체외에서 진피에 있는 혈관까지 들어갈 수 있어, 혈액 내 존재하는 질병 원인 물질을 감지할 수 있다. 사진 제공 한국연구재단

혈액에 떠다니는 질병 원인 물질(질병 마커)을 수시로 모니터링할 수 있는 진단 소자가 개발됐다.

 

한국연구재단은 최헌진·임용범 연세대 신소재공학부 교수와 나주관·최준식 연구원, 홍민호 성균관대 교수팀이 피부에 붙여 미세한 침을 찔러 넣는 방법으로 혈액 안의 독소나 중금속 이온 등을 감지할 수 있는 진단 소자를 개발했다고 18일 밝혔다. 연구 결과는 나노 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 12일자에 발표됐다.

 

기존 대부분의 바이오센서는 피부에 부착하는 필름 모양의 센서로, 땀이나 눈물, 소변 등을 측정해 질병을 예측한다. 그런데 몸 밖으로 배출된 체액만 모니터링하다 보니 체내에 머무르는 콜레라 독소나 중금속 이온 등 중요한 질병 마커는 감지하지 못해 진단 효율이 떨어진다는 단점이 있었다. 

 

연구팀은 길이가 0.6mm인 가늘고 긴 미세 전극을 반도체 공정을 이용해 실리콘으로 제작한 뒤, 피부에 부착할 수 있는 얇은 필름 표면에 전극의 뾰족한 방향이 필름에 수직하도록 붙였다. 여기에 다양한 질병 머커들과 결합할 수 있는 인공 항체를 여러 간격으로 부착해 혈액 속 질병 마커를 감지할 수 있게 했다. 이 센서를 피부에 붙이면 모세혈관이 있는 진피층까지 전극이도 달해 혈액 내 물질의 변화를 측정했다. 연구팀은 이 전극이 피부에 피해를 주지 않도록 피부과와 협업해 인체에 무해하다는 사실까지 확인했다.

 

연구팀은 이번 연구로 혈액 채취나 전처리 없이 간단히 혈액을 이용한 정확한 질병 예측이 가능해질 것이라고 기대했다. 최헌진 교수는 “우리 몸에서 암, 알츠하이머, 콜레라, 중금속 중독 등 다양한 질병을 환자 스스로 실시간 진단하는 센서로 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.
 

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