스마트폰을 활용해 퇴행성 뇌 질환을 조기에 진단할 수 있는 초고감도 바이오센서 기술이 개발됐다.


이 연구는 인제대 디지털항노화헬스케어학과와 의공학과 공동 연구팀이 수행했다.

핵심 기술은 도파민이라는 신경전달물질을 극소량(2.8nM·나노미터)으로도 정밀하게 감지할 수 있는 '듀얼 모드 나노자임' 센서다.

도파민은 기억력과 운동 능력 등에 관여해 알츠하이머병과 파킨슨병 등 퇴행성 뇌 질환과 밀접한 연관이 있는 대표 바이오마커다.

연구팀은 라카제와 카테콜 산화효소 등 2개 효소의 기능을 모방한 나노자임을 스크린 인쇄 전극에 전기화학적으로 도금하고, 도파민이 존재할 경우 전기 신호 변화와 색상 변화를 동시에 감지할 수 있는 센서를 구현했다.

사용자는 스마트폰 카메라로 센서 색상의 변화를 인식해 앱을 통해 결과를 실시간 확인할 수 있다.

이 기술은 전처리 없이 전혈과 신경세포 시료에서도 검출이 가능하다는 점에서 실용성도 높다.

앱 연동 시스템과 결합해 현장 활용이 가능하며 고가의 장비 없이도 저비용으로 대량 제작이 가능한 플랫폼 형태로 확장할 수 있다.

연구책임자인 홍용근 디지털항노화헬스케어학과 교수는 "도파민을 극미량 수준까지 정밀하게 검출할 수 있는 민감도와 누구나 쉽게 쓸 수 있는 간편함을 동시에 갖췄다"며 "의료 인프라가 부족한 농촌이나 고령층의 질병 조기 진단에도 큰 도움이 될 것"이라고 말했다.

공동 연구자인 라제쉬 박사는 "이 기술은 도파민뿐 아니라 다양한 바이오마커를 땀 등 비침습적 체액에서 동시에 측정할 수 있는 휴대용 다중 체외 진단 플랫폼으로 발전할 수 있다"며 "주기적인 건강 상태 모니터링이 가능해지는 출발점이 될 것"이라고 설명했다.

이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업을 통해 수행됐으며, 생물학정보센터(BRIC)의 '한국을 빛낸 사람들'에도 소개됐다.

아울러 연구 결과는 국제학술지 '바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스'(Biosensors and Bioelectronics)에 실렸다.


김경림 키즈맘 기자 limkim@kizmom.com