재료연, 표면증강라만산란 초고감도 센서 개발
소변 내 대사체 10억배 증폭시켜 현장서 진단
별도의 검사 장비 없이 소변만으로 전립선암과 췌장암을 진단할 수 있는 센서 기술이 나왔다. 앞으로 암 진단뿐 아니라, 암 환자의 신속한 스크리닝, 암 환자의 치료 후 재발 모니터링 등에 활용할 수 있을 전망이다.
한국재료연구원은 정호상 박사 연구팀이 노준석 포스텍 교수팀, 최삼진 경희대 의대 교수팀 등과 공동으로 소변 내 대사체 성분의 광신호를 10억배 이상 증폭할 수 있는 '스트립형 소변 센서'를 개발했다고 25일 밝혔다.
연구팀은 암 환자와 정상인 소변 내에 존재하는 대사체 구성 성분의 차이에 주목했다. 체내 암세포가 증식하면 비정상적 물질대사로 인해 정상인과 다른 대사체를 소변으로 분비하게 되는데, 이를 구분하려면 고가의 대형 장비가 필요해 현장에서 활용하기 어려웠다.
연구팀은 다공성 종이 위에 산호초 모양의 플라즈모닉 나노소재를 형성해 소변 내 대사체 성분의 광신호를 10억배 이상 증폭시키는 표면증강라만산란 센서를 개발했다. 소변을 소량(10uL) 용적하고 빛을 쪼이면 별도 분석과정을 추가로 거치지 않아도 암 대사체 신호가 센서 표면에서 증폭돼 암을 진단하는 방식이다.
연구팀은 용적한 소변에 빛을 쪼여 나온 분광신호에 대해 인공지능 기반 분석법을 적용한 결과, 정상인과 전립선암, 췌장암 환자를 99%까지 구분하는 데 성공했다. 이 센서는 생산 가격이 개당 100원 이하로 저렴해 대량 검사에 활용될 것으로 예상된다.
정호상 재료연 책임연구원은 "암과 같은 난치성 질병은 조기 진단이 가장 중요한 만큼, 이 기술이 새로운 진단법을 제시할 것으로 기대한다"며 "앞으로 대장암, 폐암 등 진단 가능한 암 종류를 넓혀 나갈 계획"이라고 말했다.
이 연구결과는 바이오센서 분야 권위지인 '바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스(지난 9일자)'에 게재됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
한국재료연구원은 소변 내 대사체의 광신호를 증폭해 암을 진단할 수 있는 '스트립형 소변 센서'를 개발했다. 사진은 소변 센서의 모식도
