2018년 나노형광입자 종이·스마트폰 이용한 폭발물질 감지법 개발 성공
2020년 간암 바이오마커 농도에 따라 형광색깔 변하는 스마트 종이스트립 개발
이영일 교수 연구팀, 다중암진단 스마트 종이 추가 개발 중

피나 침 한 방울로 스마트폰을 이용해 개인이 간단하게 간암을 진단할 수 있는 시스템이 개발됐다. 

창원대학교는 1일 화학과  BK21플러스 나노바이오연구사업단이 나노형광 종이스트립과 스마트폰 앱을 연결한 분광시스템을 이용해 혈액 및 타액 중의 간암 바이오마커를 검출하는 효율적인 시스템을 개발하는 데 성공했다고 밝혔다. 

창원대학교 화학과 BK21플러스 나노바이오연구사업단이 개발한 ‘스마트 종이스트립을 이용한 간암 조기진단 시스템’/사진=창원대학교, 뉴시스

창원대학교 화학과 이용일 교수 연구팀은 2018년 나노형광입자 종이와 스마트폰을 이용해 초미량 폭발 화학물질을 검출하는 시스템 개발에 성공했다고 밝힌 바 있다. 네 종류의 새로운 양쪽성 컨쥬게이션 티오펜 고분자가 결합된 나노입자 복합체를 개발했으며, 이를 통해 공기나 수용액 상에 초미량의 폭발화학물질이 존재할 경우 색깔이 변하는 혁신적인 나노형광 스마트 종이를 개발했었다. 

2018년도에 이용일 교수는 폭발물질 감지 나노형광스마트 종이는 공항 출입국 검사대와 범죄수사 등에 간편하게 응용할 수 있다고 말했다.

새로운 네가지 나노형광입자들의 색깔 변화/사진=창원대

이번에도 이와같은 새로운 형광성 분자각인 컨쥬게이션 티오펜 고분자를 합성해 간암 바이오마커의 농도에 따라 형광 색깔과 세기가 달라지는 혁신적인 나노형광 스마트 종이스트립을 개발했다. 

이 시스템은 잉크젯 프린터로 종이에 쉽게 인쇄해 대량으로 제작할 수 있어, 현재 이용일 교수님은 여러가지 암 바이오마커들을 한꺼번에 검출해 암을 정확하게 조기진단하는 다중암진단 스마트 종이를 추가적으로 개발하고 있다.

연구팀은 창원요양병원 암센터와 공동으로 간암 환자들의 혈액과 타액에 대한 적용성을 연구해 간암 조기 진단에 대한 가능성을 평가했다고 밝혔다. 

이용일 교수는 "이번에 개발된 간암 진단 종이스트립은 병원에 가지 않고도 개인이 피 한 방울과 침 한 방울로도 간편하게 사용할 수 있으며, 스마트폰을 이용해 간암을 진단할 수 있다. 특히 종이를 사용해 제작 비용이 매우 경제적이며, 파급효과가 상당히 클 것"이라고 설명했다. 

창원대학교 위성사진, 자연대 1호관, 이용일 교수/ 창원대학교
창원대학교 위성사진, 자연대 1호관, 이용일 교수/ 창원대학교

또한 "이 시스템은 새로운 아이디어에서 출발한 저비용 고효율의 감지시스템으로 국내 연구진 단독으로 개발한 연구결과여서 원천기술 확보에 획기적인 전기를 마련할 것으로 평가되고 있다"고 말했다. 

현재 특허 출원 중인 이 연구는 한국연구재단 기초연구사업 및 BK21플러스 사업의 지원으로 수행됐다. 그리고 세계 최고 권위의 과학전문지 ‘바이오센서바이오일렉트로닉스’의 7월 발행을 앞두고 온라인으로 사전 공개됐다. 

한편, 암 초기 단계에서 이러한 종이스트립과 같은 혁신적인 저비용 진단 테스트의 개념은 2012년 미국에서 '현대의 에디슨'이라고 불리는 잭 안드라카 라는 십대 청소년이 췌장암 진단을 위해 처음 발명되어 큰 이슈가 되기도 했었다. 

그는 소변과 혈액에서 발견되는 초기단계의 췌장암의 바이오 마커인 메소텔린의 수준을 탐지할 수 있는 간단한 딥스틱 진단 테스트를 개발한 바 있다. 

췌장암 감지 스트립을 들고있는 잭 안드라카/사진=보스턴아동병원 과학블로그

십대 신동 안드라카는 이후 그의 연구에 대한 국제적 인정을 받았으며, "과학은 기본적으로 인권이어야 하며, 사치가 되서는 안된다. 모든 사람이 이용할 수 있게 해야 한다"며 산업계와 지역사회에 대한 행동 변화를 요구하기도 했다. 

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