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그래핀을 이용해 다양한 질병을 진단할 수 있는 고감도 바이오센서 제작 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단 황교선 박사팀은 반도체 공정 기술을 적용해 대면적 패널(4인치 웨이퍼)로 구현한 바이오센서를 개발했다고 10일 밝혔다.
바이오센서는 혈액검사를 통해 피 한방울에 들어있는 특정 단백질의 양을 파악해 질병 발현 유무를 알 수 있다. 혈액 내 극미량(1조분의 1그램)의 바이오마커를 빠르고 정확하게 검출할 수 있는 게 특징이다.
황교선 박사팀은 그래핀 표면에 특정 바이오마커를 검출할 수 있는 항체를 붙여 센서를 개발했다. 항체와 바이오마커가 결합하면 센서 속 그래핀의 전기 신호가 줄어드는 메커니즘을 바탕으로 했다.
질병에 걸렸다면 바이오마커와 항체의 결합이 많이 생겨 그래핀의 전기적 신호가 급격히 감소하는데, 이런 원리를 이용해 극미량의 바이오마커까지 잡아낼 수 있는 것이다.
치매에 걸린 쥐를 대상으로 센서의 성능을 시험한 결과 그래핀 바이오센서는 혈액 1㎖에 들어있는 바이오마커(베타아밀로이드 단백질) 1조분의 1g까지 감지했다.
황 박사팀은 대면적 패널로 그래핀을 구현해 바이오센서를 만드는 공정도 개발했다. 제작 단가를 낮춰 상용화 가능성을 높이기 위해서다.
황 박사는 "혈액 검사라는 간단한 방법으로 다양한 질병을 진단할 수 있는 고감도 센서의 상용화에 한발 더 접근했다"며 "다양한 질병 적용 가능성을 확인하기 위해 국내외 임상 기관과 협력해 연구를 수행할 예정"이라고 밝혔다.
이번 연구결과는 온라인 국제학술지 '사이언티픽 리포츠'(Scientific Reports) 8월10일자 온라인판에 실렸다.
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