재료연, 초고감도 패혈증 및 동물매개 전염병 진단 센서 칩 개발

머니투데이

대전=허재구 기자

국내 연구진이 이끄는 국제 공동연구팀이 패혈증이나 동물매개 전염병 등을 현장에서 초기 진단할 수 있는 '초고감도 3차원 바이오센서 칩'을 개발했다.

재료연구소(KIMS) 표면기술연구본부 박성규 박사 연구팀은 미국 하버드 의과대학 메사추세츠 종합병원(MGH), 영국 임페리얼 공대, 독일 뮌헨 공대 연구팀 등과 패혈증이나 조류독감을 현장에서 불과 2시간 내 초고감도(ppb 이하)로 검출할 수 있는 '3차원 바이오센서 칩'을 개발했다고 16일 밝혔다.

이번에 개발된 이 칩은 3차원 고밀도 금속 나노 구조체의 플라즈몬 공명 현상을 이용한 것으로 ppb 이하 극미량의 단백질 바이오마커 검출이 가능하다고 연구진은 설명했다.

대면적 바이오센서 칩 및 바이오센서 성능평가 결과./자료제공=재료연구소

이 과정에서 재료연구소 박성규 박사 연구팀은 세계 최초로 금속 나노입자를 진공에서 직접 합성 가능한 원천기술을 개발하며 이 칩 개발을 주도했다.

또 MGH의 임형순 교수 연구팀은 혈액에서 패혈증 관련 단백질 바이오마커만을 선택적으로 결합, 형광 이미지 구현을 통해 분석 가능한 형광 기반 면역분석법을 개발했다.

독일 및 영국 연구팀은 3차원 금속 나노구조의 광학 전산모사를 통해 플라즈몬 공명 현상을 해석, 초고감도 3차원 바이오센서 칩의 성능을 이론적으로 뒷받침했다.

연구책임자인 박성규 박사는 "이 기술은 미국이나 독일 등 다국적 바이오기업이 독점적 우위를 차지하고 있는 100조원 규모의 전 세계 체외진단 센서 시장에서 주목 받을 수 있을 것"이라며 "앞으로 상용화에 집중할 것"이라고 말했다.

한편, 이번 연구 결과는 나노소재분야 세계적 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈'의 표지논문으로 게재됐다. 또 3차원 바이오센서 칩 제조기술은 한국·미국·중국에 특허를 출원한 상태다.