포스텍은 전자전기공학과 이정수 교수와 미래IT융합연구원 김기현 박사팀이 3차원 나노 그물망 구조를 이용해 심근경색 여부를 진단하는 단백질 트로포닌 Ⅰ(Troponin Ⅰ)을 검출할 수 있는 센서를 개발했다고 10일 밝혔다.

연구팀은 미국항공우주국(NASA) 연구팀과 함께 센스를 개발했으며 연구결과를 전기화학 분야 권위지인 바이오센서스 & 바이오일렉트로닉스에 발표했다.

심근경색으로 심장근육 괴사가 일어나면 근육 속에 든 트로포닌 Ⅰ 단백질이 혈액 속으로 흘러나오게 되고 이 단백질을 검출해 심근경색을 진단한다.

이 단백질은 심근경색을 일으킨 직후에는 극미량만 나오고 응급 치료가 필요한 질병인 만큼 극미량을 검출할 수 있는 진단기술이 중요하다.

연구팀은 Y자가 반복하는 벌집모양의 3차원 그물망구조를 FET(전계효과트랜지스터) 바이오센서에 응용해 트로포닌 Ⅰ 검출 실험을 했다.

그 결과 10분 만에 5pg/㎖을 검출하는데 성공했다.

심근경색만을 정확하게 확인할 수 있고 기존 진단법보다 정밀도를 20배 이상 향상했다.

이 센서는 벌집모양 구조로 기존의 나노선 구조를 이용하는 센서보다 신호변환 능력이 우수하다.

신호변환 능력은 생체물질과 화학물질 특정 정보(농도 등)를 정량화가 가능한 전기적 신호로 변환해 주는 것이다.

또 넓은 표면적으로 센서의 검출한계를 극대화했다.

이정수 교수는 "이 기술은 질병 진단은 물론 유해물질 검출 등 다양한 분야에 응용이 가능하다"며 "앞으로 국방, 의료, 환경 감시 등 분야에도 이용할 수 있는 고감도 센서 제품을 개발하는데 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.

이 방법은 우리나라가 갖춘 우수한 반도체 제작 설비를 활용할 수 있어 제작 단가가 낮고 대량 생산이 가능해 바로 상용화에 나설 수 있다.

연구팀은 이 연구를 바탕으로 ㈜아이엠헬스케어와 조류인플루엔자, 말라리아 진단센서 공동개발을 진행하고 있다.

이번 연구는 국방과학연구소 연구사업의 지원을 받아 수행했다.

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