혈액 한 방울로 알츠하이머 조기 진단 길 열렸다…경기대 공동연구 성과

(수원=뉴스1) 김기현 기자 = 경기대학교는 하영근 화학과 교수팀과 유은아 한국표준과학연구원(KRISS) 박사팀이 알츠하이머를 조기에 진단할 수 있는 '초고감도 바이오센서'를 공동 개발했다고 15일 밝혔다.

경기대에 따르면 초고감도 바이오센서는 혈액 한 방울만으로 알츠하이머 핵심 이상 단백질을 극미량 단계에서 잡아낼 수 있다.

알츠하이머 증상이 나타나기 전 조기 진단을 현실로 앞당길 주요 성과로 주목받을 것으로 기대된다.

연구팀은 트랜지스터 바이오센서 오랜 난제인 '디바이 길이 한계'를 나노 구조로 극복했다고 경기대는 전했다.

혈액 속 이온이 센서 표면에 형성하는 촘촘한 방해막 때문에 질병 신호가 제대로 전달되지 않는 문제를 구조 설계로 해결했다는 의미다.

연구팀은 반도체 표면에 나노미터 크기 미세한 홈을 형성해 신호가 홈 모서리로 집중되도록 설계했다.

특히 오목한 홈 모서리 부분에서 약해졌던 질병 신호가 자연스럽게 증폭되는 원리를 이론과 실험으로 입증했다.

초고감도 바이오센서는 실제 생체 환경과 유사한 조건에서 알츠하이머 핵심 바이오마커인 타우(Tau) 단백질을 1fM(펨토몰) 수준까지 검출하는 데 성공했다.

이는 환자에게서 관찰되는 농도보다도 훨씬 낮은 수치로, 발병 전 극초기 단계에서도 이상 신호를 포착할 수 있음을 의미한다.

또 나노 홈 구조는 반도체 공정인 나노임프린트 리소그래피로 대량 제작이 가능해 향후 저렴한 일회용 진단 칩 형태로 상용화될 가능성이 높다는 평가를 받고 있다.

하 교수는 "재료 변경이나 복잡한 화학 처리 없이 구조 설계만으로 센서의 물리적 한계를 넘은 사례"라며 "알츠하이머를 포함한 다양한 질병 조기 진단에 활용 가능한 플랫폼으로 확장될 것"이라고 말했다.

해당 연구 성과는 재료과학 분야 세계적 권위 학술지인 'Advanced Functional Materials'에 게재됐으며, 논문 우수성을 인정받아 저널 Front Cover로도 선정됐다.

kkh@news1.kr