피 속 질병 물질 실시간 감지 기술
피 속 질병 물질 실시간 감지 기술
  • 함예솔
  • 승인 2019.03.20 06:50
  • 조회수 526
  • 댓글 0
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연구배경은?

 

  • 기존에는 질병 진단을 위해 바이오센서를 피부에 부착해 땀이나 눈물, 소변을 분석하는 방법을 방법을 활용했습니다. 그러나 대부분 질병 원인 물질은 체외로 배출되지 않고 혈액 속에 머무르기 때문에 이 방법으론 질병 원인 물질을 감지하기 어려웠습니다. 
  • 혈액을 채취해 분석하는 방법도 있긴하지만, 복잡한 시료 전처리와 값비싼 대형 장치로 인해 실시간ㆍ조기 진단하기에 한계가 있었습니다. 

 

개발된 3차원 침습형 센서의 혈액 내 질병 원인 물질 감지. 출처: 한국연구재단
개발된 3차원 침습형 센서의 혈액 내 질병 원인 물질 감지. 출처: 한국연구재단

뭘 발견했는가?

 

  • 연세대학교 최헌진 교수 연구팀은 혈액 속에 존재하는 질병 원인 물질인 '질병마커'를 실시간으로 감지하는 시스템을 개발했다고 합니다. 
  • 연구팀은 혈액 내 존재하는 질병마커를 혈액 채취나 전처리 없이 실시간으로 감지할 수 있는 새로운 개념의 피부 부착형 모니터링 센서 시스템 기술을 개발했습니다.

 

새로운 형태의 바이오센서. 출처: fotolia
새로운 형태의 바이오센서. 출처: fotolia

어떻게 조사했나?

 

  • 피부 침습이 가능한 3차원 구조의 소자 디자인, 다양한 물질들이 존재하는 혈액에서 질병마커를 선택적으로 감지할 수 있는 인공항체, 생체 내에서 질병 마커의 감지를 효율적이로 선택적으로 신호전달이 가능한 회로 시스템이 조사의 기반이 됐습니다.
  • 이 센서를 피부에 붙이면 미세 전극이 모세혈관이 있는 진피층까지 도달합니다. 이를 위해 소자의 3차원 침습형 구조물의 높이를 600마이크로미터 이상으로 구성했습니다. 
  • 체내 침습으로 인한 영향을 최소화하기 위해 생체 적합형 물질인 실리콘을 기반으로 한 3차원 구조물을 제작 기술을 개발했습니다. 
  • 센서 내에는 다양한 항체들이 질병을 일으키는 단백질이나 중금속 이온을 효율적으로 선별합니다. 센서의 생체 적합성도 검증했습니다. 
  • 살아있는 동물의 순환되는 혈액에서도 극히 낮은 농도의 콜레라 독소, 중금속 이온등을 감지해냈습니다.  


이 연구가 왜 중요할까?

 

  • 2차원 필름 형태의 바이오센서로 형성된 기존 시장에 새로운 형태의 3차원 바이오센서를 기반으로 한 실시간 혈액 모니터링 기술을 제안했습니다. 
  • 혈액 채취나 복잡한 전처리, 값비싼 대형 장비 없이 즉성에서 간단히 피부 침습을 통해 다양한 질병 원인을 감지할 수 있는 방법입니다. 

 

최헌진 교수. 출처: 한국연구재단
최헌진 교수. 출처: 한국연구재단

 

 

 

 

"기존 바이오센서로 적용하기 어려웠던 '혈액 직접 감지'에 응용한 새로운 시스템을 개발했습니다. 우리 몸에서 암, 알츠하이머, 콜레라, 중금속 중독 등 다양한 질병을 환자 스스로 실시간 진단하는 센서로 발전되길 기대합니다"

-최헌진 교수

 

 

 


##참고자료##

 

 

Jukwan Na†, Min-Ho Hong∥, Jun Shik Choi et al, "Real-Time Detection of Markers in Blood",  Nano Lett(2019), DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b04775


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