[헬스코리아뉴스 / 박정식] 채혈 없이 땀, 눈물 등으로 혈당을 측정할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
3일 한국연구재단에 따르면 성균과대학교 김진웅 교수, 포항공과대학교 정운룡 교수 연구팀은 공동으로 타액과 땀, 눈물 등 체액으로 혈당을 측정할 수 있는 고감도·고선택성 글루코스 압전센서를 개발했다.
최근 당뇨인구가 늘어나면서 자가 혈당측정법에 대한 관심이 높아지면서 땀이나 눈물과 같은 체액에서 직접 혈당을 점밀하게 검출할 수 있는 연구가 지속돼 왔다.
하지만 침이나 땀 같은 체액 속 글루코스 농도(50~200μM)는 혈액 속 글루코스 농도(5~20mM)에 비해 100배 이상 낮기 때문에 100배 이상의 감도를 갖는 센서기술 개발이 필요한 상황이었다.
연구팀은 은 나노와이어가 코팅된 전도성 마이크로입자를 제조한 후, 은 나노와이어에 다른 단당류가 아닌 글루코스와만 특이적으로 결합하는 보론산을 배열했다.
글루코스가 보론산과 결합하면 은 나노와이어들이 서로 연결되는 데 글루코스가 많을수록 은 나노와이어들의 연결이 많아져 순간적으로 전류가 증가하는 것을 압전센서를 이용해 정밀하게 검출하는 것이다.
전도성 입자 기반 압전센서는 글루코스 분자와 결합할 수 있는 표면적이 증가해 0.56μM~56 mM의 넓은 범위의 글루코스 농도를 측정할 수 있다. 결국 혈액(5~20mM)과 체액(50~200μM)의 글루코스 농도 범위를 모두 포함하기에 비침습적인 방법으로 체액에서 혈당측정이 가능해진다.
가로 세로 0.6cm 크기의 디바이스로 구현할 수 있고 100 마이크로 리터 수준의 적은 체액으로도 글루코스 검출이 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다. 센서는 양산화할 수 있는 기성의 부품을 이용해 제작했다.
김진웅 교수는 “개발한 입자기반 글루코스 센서는 혈액 뿐만 아니라 땀, 눈물, 침 등의 체액 속 낮은 농도의 글루코스를 검출할 수 있는 고감도, 고선택성 비침습적 바이오센서로 응용이 가능하다”며 “나아가 센싱 메커니즘을 확장, 글루코스 외 단백질, 호르몬 등 다른 생체분자들과 선택적으로 반응하는 표지를 입자에 기능화하거나 온도 감응성 입자를 이용하면 다중 기능성 센서로의 응용이 가능할 것”이라고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구지원 사업으로 수행됐다. 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 펑서녈 머터리얼즈’(Advanced Functional Materials) 8월 26일자 표지논문으로 게재됐다.
