대역확산 라만분광 기술 개념도(자료제공:KAIST)© 뉴스1

KAIST는 바이오 및 뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 생체분자 검출의 기술적 장벽을 해결하는 디지털 분광기술을 최초로 개발했다고 15일 밝혔다.이는 다양한 분자진단, 약물 및 암치료 모니터링, 모바일 헬스케어 기기에 활용될 것으로 기대된다.

연구진은 통신분야에서 잘 알려진 대역확산기술(CDMA)을 생분자화합물의 라만 분광 검출법에 세계 최초로 적용했다.

라만분광법(Raman spectroscopy)은 특정분자에 레이저를 쏘았을 때, 그 분자 전자의 에너지준위 차이만큼 에너지를 흡수하는 현상을 통해 분자의 종류를 알아내는 방법이다.

디지털 코드화된 레이저광원을 이용해 모든 잡음신호를 제거하고, 생화합물의 고순도 라만분광 신호를 복원함으로써, 극저농도의 생분자화합물을 형광표지 없이 정확하게 분석했다. 이러한 디지털코드 라만분광 기술은 다양한 분자진단, 약물 및 암치료 모니터링뿐 아니라 현장 진단용 광학진단기기나 모바일 헬스케어 기기에도 활용이 가능할 것으로 크게 기대된다.

연구팀은 대역확산 분광기술과 표면증강 라만분광법(Surface-enhanced Raman spectroscopy)을 접목시켜 별도의 표지 없이도 5종의 신경전달물질을 아토몰 농도에서 검출해 기존 검출한계를 10억(109)배 향상시키는데 성공했다. 또, 신호대잡음비가 1000배 이상 증가함을 확인했다.

정기훈 교수는 "이번 결과를 바탕으로 향후 휴대용으로 소형화를 진행하면 낮은 비용으로 무표지 초고감도 생체분자 분석 및 신속한 현장 진단이 가능해질 것ˮ이라며 "다양한 생화합물 검출, 바이러스 검출, 신약평가분야에 크게 활용될수 있을 것ˮ이라고 말했다.

이번 연구결과는 `네이처 커뮤니케이션스' 1월8일자 온라인판에 게재됐다.


km5030@news1.kr