미세 유체 칩의 구조와 유체 관에 부착된 백혈구(UNIST제공)© 뉴스1

인체의 면역반응을 모방한 '인공 혈관 칩'에 혈액 한 방울을 떨어뜨려 바이러스나 세균 감염 여부를 즉석에서 진단하는 기술이 나왔다. 

울산과학기술원(UNIST)은 바이오메디컬공학과 강주헌 교수팀이 병원균(세균, 바이러스 등) 감염 여부를 조기에 판별 할 수 있는 미세 유체 칩을 개발했다고 23일 밝혔다.머리카락 크기의 가느다란 관으로 이뤄진 칩에 감염된 혈액(유체)을 넣으면 혈액 속 백혈구가 유체관(인공 혈관) 벽면에 달라붙는다. 

감염된 사람은 벽에 달라붙는 백혈구 숫자가 건강한 사람에 비해 눈에 띄게 많기 때문에 저배율의 광학현미경만으로 감염여부를 쉽게 판독 할 수 있다. 

검사에 소요되는 시간은 10분 내외로 짧고, 감염 극초기에도 감염여부를 알아 낼 수 있어 열과 같은 증상이 없는 잠복기 환자를 조기에 선별할 수 있다. 연구팀은 항생제 저항성 세균에 감염된 쥐로 개발된 미세 유체 칩의 성능을 테스트한 결과 감염된 쥐의 혈액 한 방울을 미세유체 소자에 흘려줬을 때 감염되지 않는 쥐보다 더 많은 양의 백혈구가 유체 관 벽면에 붙어 있는 것을 확인했다.

또 감염 된 지 1시간 밖에 지나지 않은 초기에도 정상쥐와 비교해 더 많은 양의 백혈구가 붙어 있었다는 연구결과를 끌어냈다.

강주헌 교수는 "기존의 검사 방법보다 더 빠른 시간 안에 진단 결과를 알 수 있고, 진단에 필요한 광학현미경도 이미지 확대에 필요한 배율이 낮아 스마트폰에 장착이 가능한 수준"이라며 "5~10분 내에 감염여부를 진단하는 저렴한 휴대용 진단 시스템을 완성하는 것이 목표"라고 설명했다. 

강 교수는 "인체에도 동일한 면역 시스템이 있고, 인간의 백혈구는 실험에 사용된 쥐보다 수천 배 더 민감한 반응을 보이기 때문에 상용화 가능성이 높다"며 "병원과의 공동연구를 통해 환자를 선별하는 임상 연구를 계획 중"이라고 밝혔다. 

이번 연구 결과는 엘스비어(Elsevier) 출판사에서 발간하는 세계적인 학술지 'Biosensors and Bioelectronics'에 8월 29일자로 온라인 공개돼 출판을 앞두고 있다.


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