'1000조 분의 1 몰'까지 측정한다.. 질병 조기진단

초고감도 실시간 바이오센싱 장비 개발 성공
급성심근경색증, 치매, 각종 감염병 등 조기진단 가능

연구팀이 개발한 초고감도 실시간 바이오센싱 장비의 구조

[아시아경제 황준호 기자] 국내 연구진이 1000조 분의 1몰(팸토 몰) 수준까지 측정이 가능한 정밀 측정 장비를 개발했다. 혈액이나 체액 속 특정 물질을 측정할 수 있어, 급성심근경색이나 치매 등을 예방하는데 기여할 수 있을 것으로 예상된다.

한국표준과학연구원 나노바이오센서팀과 반도체측정장비팀은 물질량(분자량)을 펨토 몰 수준까지 실시간 측정가능한 장비를 개발했다고 3일 밝혔다. 관련 연구결과는 국제 학술지인 바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스에 이달 실렸다.

간단하고 정밀하게 미량의 물질 측정

연구팀이 개발한 초고감도 실시간 바이오센싱 장비

이 장비는 간단하게 혈액·체액 내 특정 물질을 측정할 수 있다.

이 장비는 별도의 신호증폭과정과 세척과정이 필요 없이 광학적으로 신호를 증폭한다. 빛을 특정한 각도로 실리콘 표면에 반사해 특정 물질의 변화 과정을 민감하게 측정한다. 연구팀은 빛의 산란으로 생기는 방해 신호를 최소화하기 위해 타원계측장치를 독립형으로 구축했다. 구축된 장치는 분석용액이나 주변 환경의 온도 차에 의한 굴절률 변화에 영향을 받지 않고, 오직 항원-항체 반응에 의한 실리콘 센서칩 표면의 두께 변화만 측정한다.

이 장비를 활용하면 급성심근경색 발병 초기에 발견되는 트로포닌 같은 물질을 빠르게 측정할 수 있다. 트로포닌은 혈액 내에 피코몰(1조 분의 1 몰) 이하 수준으로 발견되는 물질이다. 급성심근경색은 관상동맥이 혈전으로 막혀 산소와 영양분 공급 부족으로 심장 근육이 괴사하는 질환이다. 골든타임은 2시간 이내로 조기 진단과 신속한 응급조치가 필요한 질환이다. 몰(mol)은 물질량의 국제단위계(SI) 단위로 어떤 계의 물질량은 명시된 구성요소의 수를 나타내는 척도다.

급성심근경색과 치매 등 질환의 조기진단 가능

연구팀이 초감도 실시간 바이오센싱 장비를 이용해 실험하고 있다.

치매 조기진단에도 활용할 수 있다. 혈액 내 존재하는 치매 원인 물질인 베타아밀로이드와 타우단백질에 대해 펨토 몰 수준의 세밀한 농도변화를 측정해 조기진단이 가능하다. 현재 대부분의 치매 진단은 뇌 영상 촬영 또는 뇌척수액 분석을 통해 이뤄진다. 하지만 검사비용이 비싸고 시료 채취가 어렵다.

조현모 책임연구원은 "치매는 이상 증세가 발생했을 때 손쓸 수 없는 정도로 병이 진행된 경우가 많다"며 "극미량의 세밀한 농도변화까지 측정할 수 있는 이번 기술을 활용하면 혈액만으로도 치매의 조기진단이 가능해질 것"이라고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr