KAIST, 눈물로 요산 농도 측정하는 통풍 종이 검사지 개발

KAIST(총장 강성모) 정기훈 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀이 종이에 금속 나노입자를 증착, 정교하면서도 저렴한 통풍 종이 검사지를 개발했다.

금으로 덮인 종이 통풍 검사지의 광학 사진
금으로 덮인 종이 통풍 검사지의 광학 사진

통풍은 바늘 모양의 요산 결정이 관절에 쌓이면서 통증을 유발하는 질환이다. 요산을 간편하게 측정할 수 있게 되면 통풍 예방률을 높일 수 있다. 통풍 환자 관리에도 큰 도움이 된다.

그동안 통풍 진단은 혈액을 채취해서 요산 농도를 측정하거나 관절 윤활액을 채취, 요산 결정을 현미경으로 관찰하는 방식으로 시간이 오래 걸렸다.

정기훈 교수 연구팀은 종이 표면에 나노플라즈모닉스 특성을 띠는 금 나노섬을 균일하게 증착, 쉽게 채집할 수 있는 눈물로 검사할 수 있도록 했다. 종이 통풍 검사지는 일반 반도체 공정을 이용해 양산할 수 있다.

종이 통풍 검사지의 주사전자현미경 사진. 친수성 로오스 섬유망 내 모세관 현상으로 눈물을 효과적으로 채집할 수 있다.
종이 통풍 검사지의 주사전자현미경 사진. 친수성 로오스 섬유망 내 모세관 현상으로 눈물을 효과적으로 채집할 수 있다.
금나노섬으로 코팅된 셀룰로오스 섬유의 주사전자현미경 사진. 고밀도로 증착된 금나노섬을 이용해 빛 집광도를 큰 폭으로 향상시켜 생체 분자의 고감도 무표지 검출이 가능하다.
금나노섬으로 코팅된 셀룰로오스 섬유의 주사전자현미경 사진. 고밀도로 증착된 금나노섬을 이용해 빛 집광도를 큰 폭으로 향상시켜 생체 분자의 고감도 무표지 검출이 가능하다.

나노플라즈모닉스 기술은 금속의 나노 구조 표면에 빛을 모으는 기술이다. 질병 및 건강 진단 지표, 유전 물질 검출 등에 응용할 수 있다.

종이 검사지에는 표면 증강 라만 분광법을 접목해 별도 표지 없이도 눈물 속 요산 농도를 측정하고, 이를 혈중 요산 농도와 비교해 통풍을 진단했다.

정 교수는 17일 “앞으로는 눈물로 낮은 가격의 무표지 초고감도 생체분자 분석 및 신속한 현장 진단도 가능해질 것”이라면서 “눈물뿐만 아니라 다양한 체액을 이용, 질병 진단과 생리학 기능 연구 등에 기여하겠다”고 밝혔다.

대전=김순기기자 soonkkim@etnews.com