침, 땀, 눈물로 혈당 측정 가능한 압전센서
침, 땀, 눈물로 혈당 측정 가능한 압전센서
  • 함예솔
  • 승인 2020.09.07 15:55
  • 조회수 711
  • 댓글 0
이 기사를 공유합니다

혈당측정을 위한 채혈의 불편함을 해소할 실마리가 나왔습니다. 국내 연구팀이 체액 속 낮은 농도의 혈당(글루코스)까지 잡아낼 센서기술을 개발했습니다. 성균관대학교 김진웅 교수 연구팀과 포항공과대학교 정운룡 교수 연구팀이 공동으로 타액, 땀, 눈물 등 체액으로 혈당을 측정할 수 있는 고감도·고선택성 글루코스 압전 센서를 개발했습니다. 해당 연구는 <Advanced Functional Materials>에 게재됐습니다. 

Advanced Functional Materials 표지 논문(2020. 08. 26. Issue 35). 출처: 한국연구재단
Advanced Functional Materials 표지 논문(2020. 08. 26. Issue 35). 출처: 한국연구재단

간편히 혈당측정하는 법 

 

당뇨인구 증가에 따라 자가 혈당측정법에 대한 관심이 높아지는 가운데 알코올로 소독 후 채혈하는 침습적인 접근 대신 땀이나 눈물과 같은 체액에서 직접 혈당을 정밀하게 검출할 수 있는 연구가 지속되고 있었습니다.

 

하지만 침이나 땀 같은 체액 속 글루코스 농도(50~200μM)는 혈액 속 글루코스 농도(5~20mM)에 비해 100배 이상 낮기 때문에 100배 이상의 감도를 갖는 센서기술의 개발이 요구됩니다.

글루코스 측정 메커니즘 및 센서 작동 모식도. 출처: 한국연구재단
글루코스 측정 메커니즘 및 센서 작동 모식도. 출처: 한국연구재단

연구팀은 은 나노와이어가 코팅된 전도성 마이크로입자를 제조한 후, 은 나노와이어에 다른 단당류가 아닌 글루코스와만 특이적으로 결합하는 보론산을 배열했습니다. 

 

글루코스가 보론산과 결합하면 은 나노와이어들이 서로 연결되는 데 글루코스가 많을수록 은 나노와이어들의 연결도 많아져 순간적으로 전류가 증가하는 것을 압전기술을 이용해서 정밀하게 검출했습니다.    

글루코스 측정 민감도 및 정확도 테스트. 출처: 한국연구재단
글루코스 측정 민감도 및 정확도 테스트. 출처: 한국연구재단

기존 혈당 측정기는 효소를 통해 글루코스 분자의 산화를 유도하고 글루코스 산화시 나타나는 전기화학적 변화에 따른 전류 변화를 이용해 농도를 측정합니다. 측정가능한 농도범위는 2~20 mM 수준입니다.

 

하지만 전도성 입자 기반 압전센서는 글루코스 분자와 결합할 수 있는 표면적이 증가해 0.56μM~56 mM의 넓은 범위의 글루코스 농도를 측정할 수 있습니다. 결국 혈액(5~20 mM)과 체액(50~200 μM)의 글루코스 농도 범위를 모두 포함하기에 비침습적인 방법으로 체액에서 혈당측정이 가능해집니다. 

 

특히 0.60.6(cm2)의 크기 디바이스로 구현할 수 있고 100 마이크로리터 수준의 적은 체액으로도 글루코스 검출이 가능하다는 설명압나다. 센서는 양산화할 수 있는 기성의 부품을 이용해 제작했습니다.

 

한편 은 나노와이어 표면에 어떤 물질을 배열하느냐에 따라 글루코스 이외 다른 호르몬이나 단백질 같은 생체분자의 농도측정에도 응용될 수 있을 것으로 보고 있습니다. 


##참고자료##

 

  • Two-Dimensional Colloidal Array of Glucose-Conjugative Conductive Micro particles for a Pressure-Mediated Chemiresistive Sensor Platform, Advanced Functional Materials(2020)

 


댓글삭제
삭제한 댓글은 다시 복구할 수 없습니다.
그래도 삭제하시겠습니까?
댓글 0
댓글쓰기
계정을 선택하시면 로그인·계정인증을 통해
댓글을 남기실 수 있습니다.

  • 충청남도 보령시 큰오랏3길
  • 법인명 : 이웃집과학자 주식회사
  • 제호 : 이웃집과학자
  • 청소년보호책임자 : 정병진
  • 등록번호 : 보령 바 00002
  • 등록일 : 2016-02-12
  • 발행일 : 2016-02-12
  • 발행인 : 김정환
  • 편집인 : 정병진
  • 이웃집과학자 모든 콘텐츠(영상,기사, 사진)는 저작권법의 보호를 받은바, 무단 전재와 복사, 배포 등을 금합니다.
  • Copyright © 2016-2021 이웃집과학자. All rights reserved. mail to contact@scientist.town
ND소프트