'병원에서 받던 정밀검사를 환자가 있는 현장에서 바로 위암 여부를 진단하는 바이오칩이 나온다.'
연세대 공과대학 글로벌융합공학부와 글로벌융합기술원 여종석 연구팀은 빛과 금속나노 구조체의 상호작용에서 발생하는 플라즈모닉스 기술을 이용해 위암 주요 바이오마커인 miRNA를 나노 ㏖ 수준에서 검출하는 바이오센서를 구현했다.
플라즈모닉스는 표면 플라즈몬 공명 현상을 활용해 바이오칩을 구현하는 기반 기술이다. 금속 나노 입자 표면에서 발생하는 전자 집단 공명현상인 플라즈몬 현상은 물질 종류, 크기, 모양에 따라 공명 파장이 달라진다. 플라즈몬 사이 거리가 나노 미터 단위로 가까워질 경우 플라즈몬 공명의 커플링이 일어나 공명 파장 길이가 길어지는 현상이 발생한다.
연구팀은 금 나노 입자 표면에서 발생하는 플라즈몬 현상을 활용해 위암 진단용 바이오칩을 제작했다. 금 나노입자가 miRNA를 매개로 구조체를 형성해 공명 길이가 늘어나는 것을 비색 분석해 정량적인 검출 센서를 만들었다.
연구팀은 혈액 속에 존재하는 발암성 miRN-106a가 질병 경과에 따라 농도가 비정상적으로 변하는 것에 주목했다. 위암 진행 정도에 따라 농도가 증가하는 발암성 miRNA-106a를 비색분석을 통해 시각적으로 신속하게 진단하는 바이오칩을 만들었다.
연구팀은 이번 연구 성과를 기반으로 위암 뿐 아니라 다양한 질병 바이오 마커를 현장에서 진단하는 표면 플라즈몬 기반 질병진단 센서 연구로 이용할 것으로 기대했다.
<인터뷰> 연세대 글로벌융합공학부 박상현 학생(2학년)
“이번 연구가 위암 뿐 아니라 다양한 암 등 질병 바이오마커를 현장에서 진단할 수 있는 바이오센서 연구로 이용될 것으로 기대됩니다.”
연세대 글로벌융합공학부 박상현 군은 고등학교 시절부터 원격진료·바이오센서 등 인류에 도움을 주는 헬스케어 기술에 꾸준하게 눈길을 보냈다. 이러한 관심 덕분에 박 군이 학부 1학년 당시 개별연구과정에서 여종석 교수 지도 아래 위암 진단을 위한 고감도 miRNA 온칩 바이오센서 연구에 참여했다.
특히 학부생이 주제와 방법을 결정하고 성과를 도출해 SCI급 저명 학술지(Instrument 분야 상위 3%)에 게재했다는 점에서 의미가 남다르다.
박 군은 “위암 진단 기술은 CT 또는 내시경에 의존하고 있지만 위암 특성상 사망 확률이 높아 조기 진단 중요성 커지고 있다”면서 “장소·시간 등에 얽매이지 않고 현장에서 빨리 진단하는 바이오센서 연구를 시작했다”고 말했다.
박 군은 위암 진단 바이오칩 상용화를 위한 연구를 계속 진행하기로 했다. 제품화를 위해 넘어야 할 벽이 많지만 대학원에 진학해 임상 시험을 진행하는 등 향후 창업도 염두에 두고 있다. 향후 피 한 방울로 다양한 질병을 조기에 정확히 진단하는 플랫폼을 개발한다는 포부다.
안수민기자 smahn@etnews.com
