패혈증 바이러스 이미지 - 미국 질병예방통제센터(CDC) 제공

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패혈증은 전 세계적으로 매년 3000만명 이상이 발병하고 조기에 확진판정을 내려 치료에 돌입하지 못할 경우 일주일 이내에 사망하는 치사율 20%에 이르는 질병이다. 2014년 가수 신해철씨도 수술 후유증으로 인해 발병한 패혈증으로 목숨을 잃기도 했다. 한국 과학자를 포함한 국제연구진이 패혈증 같은 질병을 빠르게 진단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다.

미국 하버드대 의대 부설 매사추세츠종합병원, 영국 임페리얼 칼리지 런던대 공과대, 독일 뮌헨대, 한국 재료연구소 국제공동연구팀은 패혈증이나 조류독감 감염여부를 현장에서 2시간 이내에 초고감도로 검출해 낼 수 있는 3차원 바이오센서 칩을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 최신호 표지논문에 실렸다. 이와 함께 한국과 미국, 중국에 관련 기술에 대한 특허가 출원된 상태이다.

연구팀은 고감도 바이오센서 칩의 핵심인 금속 나노입자를 진공에서 합성할 수 있는 기술을 개발했다. 고분자 나노소재와 금속 표면에너지 차이를 극대화시켜 고분자 나노구조상 귀금속 나노입자를 구형으로 만들어 낸 것이다. 이를 바탕으로 만들어진 고감도 바이오센서 칩은 3차원(3D) 고밀도 금속 나노 구조체의 플라즈몬 공명현상을 이용해 ppb(10억분의 1) 이하 극미량의 단백질까지 검출해 낼 수 있게 됐다.

이번에 개발한 패혈증, 조류독감 초고감도 검출센서 - 재료연구소 제공

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연구팀은 혈액에서 패혈증이나 조류독감 관련 단백질 생체표지만을 선택적으로 결합하는 형광이미지 기술인 형광기반 면역분석법을 개발했다. 금속 나노입자는 패혈증, 조류독감 단백질이 붙게 되면 형광신호를 강하게 발산해 감염여부를 한 눈에 보여줄 수 있게 된다.

박성규 재료연구소 박사는 “이번 연구는 2시간 이내에 패혈증과 조류독감을 확진할 수 있는 기술로 치사율을 낮추는데 가장 효과적인 방법이 될 것”이라며 “추가로 초고감도 다중분석기술을 통해 진단 정확도를 높이는 한편 휴대용 질병진단기 개발로 이어질 수 있도록 연구 중”이라고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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