한방울 혈액으로 전립선암 진단 성공
한방울 혈액으로 전립선암 진단 성공
  • 김준호 기자
  • 승인 2022.05.18 17:26
  • 댓글 0
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기초과학연구원 첨단연성물질 연구단 바이오센서 개발

혈액이나 소변으로 암을 바로 진단할 수 있는 기술이 개발됐다.

기초과학연구원 첨단연성물질 연구단 조윤경 그룹리더(UNIST 바이오메디컬 공학과 교수) 연구진은 혈액·소변으로 암 등의 질병을 현장에서 바로 진단할 수 있는 다공성 금 나노전극 기반 바이오센서를 개발했다고 어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)에 발표했다. 연구팀은 이미 전립선암 진단에 성공했다.

소변·혈액 생체시료로 질병을 확인하려면 시간과 비용이 많이 들어 코로나19 처럼 전염병 대유행 시기에는 의료시스템이 포화 상태에 이를 수 있다. 

현장 진단기기는 간단하고 빠르지만 암이나 감염성질환 진단에는 역부족이다. 민감도를 높이면 오염도까지 늘어나는 문제도 있다.

연구단은 이를 해결하기 위해 다공성 금 나노 전극을 이용했다. 미셀이 있는 염화나트륨 용액에 평평한 금 표면을 넣고 반복적인 전기를 가해 만든 이 전극은 엑소좀 등 바이오마커를 분리 정제하지 않아도 생체 시료로 현장에서 전립선암을 진단할 수 있다.

미셀은 민들레씨 같은 구형태로 머리는 물과 친하고 꼬리는 기름과 친한 막대 모양의 계면활성제가 모여있는 집합체를 말한다. 

연구단에 따르면  전기 펄스에 의한 전기화학적 산화 환원 반응을 이용해 평평한 금전극 표면에서 금을 에칭(부식)하고, 재흡착시켜 나노미터 크기의 구멍을 형성하는 반응을 유도했다. 

이 과정에서 미셀은 부식된 금입자가 용액 속으로 확산되는 것을 막고, 금전극 표면에 재흡착되도록 해 표면적을 넓혀 민감도는 높이고 샘플 오염은 방지했다. 

연구진은 이를 이용해 소변과 혈장에서 암세포 유래 엑소좀에 붙어있는 단백질을 검출하며 전립선암 환자와 대조군을 구별했다.

조윤경 그룹리더는 "이번 기술은 현장진단기기의 미래 기술 개발에 핵심 발판을 제공할 것"이라며 "앞으로 다공성 금나노 구조의 잠재력을 활용해 혈액·타액 샘플을 분석하는 진단 칩 개발 등으로 연구를 확대할 예정"이라고 말했다.

다공성 금 나노전극 기반 바이오센서[IBS홈페이지 캡쳐]
다공성 금 나노전극 기반 바이오센서[IBS홈페이지 캡쳐]

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