생체 구성 성분 분석, '고속·자동화' 길 열려
생체 구성 성분 분석, '고속·자동화' 길 열려
  • 박연수
  • 승인 2018.01.10 12:53
  • 조회수 1684
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생체를 구성하는 주요 유기 화합물인 지질을 분석하는 새로운 방법이 개발됐다고 합니다. 수작업 중심으로 진행되어 오던 지질 분석기술의 자동화 및 고속 분석이 가능해질 전망인데요.

 

겔화 된 마이크로 칩(염색용 수용액 활용). 출처: 한국기초과학연구원

한국기초과학지원연구원 바이오융합분석본부 생의학오믹스연구팀 방글 연구원, 김영환 박사, 김정아 박사 연구팀은 고흡수성 수지와 마이크로칩 기술을 응용해 새로운 지질 분석 기법을 개발하는 데 성공했습니다. 고려대 정석 교수가 공동연구자로 참여한 이번 성과는 지난 11월 분석화학분야 저명 저널인 <Analytical Chemistry> 온라인판에 게재됐습니다. 논문 제목은 'On-chip lipid extraction using super absorbent polymers for mass spectrometry' 입니다. 

 

a) 지질추출 마이크로 칩의 모식도 ,및 칩의 실제 사진, (b) 마이크로칩을 이용한 지질추출 프로세스 모식도. 출처: 한국기초과학연구원

연구팀은 기저귀 재료로 흔히 쓰이는 고흡수성 수지를 이용했습니다. 고흡수성 수지는 수용액 상태의 시료에서 수용액을 흡수해 고분자 겔로 변하면서도 유기용매는 흡수하지 않는다고 합니다. 또한, 부가적인 반응도 일으키지 않는 점에 착안해 겔 속에 흡수된 지질을 유기용매로 빠르게 용해시키는 고체-액체 층분리법을 고안해냈다고 합니다.

 

마이크로 칩 사용 전(위), 후(아래).출처: 한국기초과학연구원

또한 미세유체기술을 이용해 소형 마이크로칩에 고흡수성 지질 추출 원리를 적용함으로서 다수의 시료를 효과적으로 분석할 수 있는 소형 디바이스도 선보였습니다.

 

기존의 방법은 시간이 오래 걸리는데다 분리 층에서 지질을 추출하는 과정에서 시료의 오염·손실가능성이 높아 실험자의 숙련도가 요구됐었는데요. 이번 신개념 추출법의 개발로 수 시간이 걸리던 지질 추출을 10분 만에 할 수 있게 됐고 저렴한 소형 키트, 미세유체 디바이스 등의 분석 키트의 개발과 고속·대량의 시료 추출을 위한 자동화기기로의 적용이 가능해습니다.

 

고속화·자동화를 위해 제작된 마이크로칩 플랫폼. 출처: 한국기초과학연구원

또한 추출효율이 우수해 혈액, 세포 및 조직 등의 생체 시료와 같이 수용액 기반의 극미량의 시료에서도 효과적으로 추출이 가능해져 지질과 관련된 질환의 바이오마커 발굴 및 진단검사에도 활용할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

KBSI 김정아 박사는 “이번 연구결과는 60년 가까이 한 가지 방법에 머물러 있던 지질 추출 방법에 있어 새로운 전환이 될 것”이라며, “다양한 분석 전처리 과정 뿐 아니라 지질을 바이오 마커로 활용하는 질병진단키트 등에 다양하게 활용할 수 있도록 후속연구를 수행할 예정” 이라고 말했습니다.



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