국내 연구진이 기존 신속 진단키트의 한계를 극복할 수 있는 '고감도 광열' 나노소재 기반 현장진단 분석기술을 개발했다. 이번 기술은 스마트폰 열화상 분석법을 활용해 체내 염증·감염 지표인 C-반응성 단백질(CRP)을 현장에서 빠르고 정확하게 정량 측정할 수 있다.
한국기초과학지원연구원(KBSI·원장 양성광)은 한도경 소재연구본부 박사팀이 성기훈 한양대 생명나노공학과 교수팀과 공동연구로 2차원 나노소재 몰리브덴 디셀레나이드(MoSe₂)를 광열 검출소재로 적용한 현장형 신속 진단 분석방법을 개발했다고 23일 밝혔다.
개발 기술은 CRP를 스마트폰 영상을 통한 열화상 분석으로 현장에서 바로 검사하고 결과를 확인할 수 있다. 간편하지만 진단 정확성을 높였다.
연구 핵심은 MoSe₂를 진단 신호를 내는 광열 검출소재로 활용한 것이다. 연구팀은 천연 계면활성제인 감초산을 이용해 MoSe₂를 수용액에서 친환경적으로 안정적으로 박리해, 'GA-MoSe₂ 나노시트'를 합성했다. 그리고 이를 신속 진단키트(LFA)에 적용했다.
연구팀은 GA-MoSe₂ 나노시트가 근적외선 조사 시 매우 우수한 광열 변환 효율(64.6%)과 장기 안정성을 보인다는 점에 주목했다. 특히 기존 신속 키트에 사용되던 금 나노입자 대신에 이 나노시트를 진단 검출소재로 활용함으로써, 정량적이고 민감한 온도 기반 신호 검출이 가능함을 입증했다.
CRP 대상 성능 검증결과, 검출한계(LOD) 0.93ng/㎖로 기존 금 나노입자 기반 색 변화 신속 진단키트 대비 약 7배 향상된 민감도를 달성했다. 또 실제 인체 혈청 시료에서도 90~105%의 우수한 정확도을 보여 임상 적용 가능성을 확인했다.
한도경 박사는 “이번 기술이 별도의 복잡한 장비 없이도 스마트폰과 휴대용 열화상 카메라만으로 정밀 진단이 가능하다는 점에서, 감염성 질환 및 염증 질환의 현장진단(POCT)에 큰 파급효과를 가질 것” 라며, “향후에는 다중 표적을 동시에 분석하는 멀티플렉스 진단과 모바일 헬스케어 플랫폼으로의 확장도 가능할 것으로 전망된다”고 밝혔다.
본 연구결과는 바이오테크놀로지 분야 최상위 학술지인 저널 오브 나노바이오테크놀로지에 지난 1월 16일 온라인판 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
