체액 한 방울만으로 몸속 질병 진단한다

국내 연구진이 혈액을 비롯한 눈물, 땀, 소변 등의 체액 한 방울만으로 건강 상태를 진단할 수 있는 바이오센서 기술을 개발했다.

서정목 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구단 박사팀과 이태윤 연세대 전기전자공학부 교수팀은 바이오센서 기술에 적용 가능한 기능성 표면을 구현해냈다. 기능성 표면 위의 혈액, 땀 같은 체액 한 방울은 물방울 형태로 모이거나, 수십 마이크로리터(100만분의 1 리터) 단위로 나눠질 수 있다.

기능성 표면은 얇은 신축성 실리콘 소재 위에 기능성 접착제 및 나노입자를 스프레이 코팅해 만들어졌다. 코팅된 표면은 물이 묻지 않는 성질(초발수성) 및 기름이 묻지 않는 성질(발유성)을 동시에 지녀, 표면장력이 낮은 기름이나 단백질을 포함한 혈액, 바이오 샘플에도 젖지 않는다.

초소유성 표면의 SEM 이미지(왼쪽)와 표면 위에서의 액체 사진(오른쪽). - KIST 제공

연구팀은 진공흡입장치를 이용해 표면 위 액체를 방울 형태로 모으거나, 수십 nL(나노리터, 10억분의 1L)로 분배가 가능한 미세 액적 제어 시스템(Droplet Manipulation System)도 개발했다. 연구팀은 이 시스템을 이용해 혈당, 요산, 젖당 농도를 정밀하게 검출하는 데 성공했다. 당뇨병 여부도 진단 가능할 것으로 전망했다.

서정목 박사는 “향후 혈액채취에 거부감이 있거나 채취가 어려운 사람들, 혹은 빈번한 혈액 검사가 필요한 환자들의 질병 관리에 큰 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다.

이 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지인 ‘ACS 나노’ 1월 15일 온라인판에 게재됐다.

연구 성과 그래픽 이미지 - KIST 서정목 박사 제공

[이혜림 기자 pungnibi@donga.com]