나노기술 및 정책 정보

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매일 바늘로 피를 내 혈당을 확인하는 당뇨 환자들의 고통을 끝낼 수 있을까.

국내 연구진이 피 속 혈당보다 100분의 1 농도의 혈당까지 잡아내는 센서 기술을 개발했음. 연구진은 스마트워치 같은 소형 멀티 디바이스 안에 포함되어 바이오센서로서 기능할 수 있을 것으로 기대하고 있음.

성균관대 김진웅 교수 연구팀과 포항공과대 정운룡 교수 연구팀이 타액, 땀, 눈물 등 체액으로 혈당(글루코스)을 측정할 수 있는 센서를 개발했다고 3일 한국연구재단은 밝혔음.

침이나 땀 같은 체액 속 글루코스 농도(50~200μM)는 혈액 속 글루코스 농도(5~20mM)에 비해 100배 이상 낮아 100배 이상의 감도를 갖는 센서기술이 필요함.

연구진은 은 나노와이어가 코팅된 마이크로입자를 제조한 후, 은 나노와이어에 다른 단당류가 아닌 글루코스에만 결합하는 보론산을 배열했음.

글루코스는 보론산과 결합하면 은 나노와이어들이 서로 연결됨. 글루코스가 많을수록 은 나노와이어 연결도 많아져 순간적으로 전류가 증가하는 것을 압전기술을 이용해 정밀하게 검출했음.

이 압전센서는 글루코스 분자와 결합할 수 있는 표면적이 증가해 0.56μM~56 mM의 넓은 범위의 글루코스 농도를 측정할 수 있음. 결국 혈액(5~20 mM)과 체액(50~200 μM)의 글루코스 농도 범위를 모두 포함해 비침습적인 방법으로 체액에서 혈당측정이 가능해짐.

이 압전센서는 특히 가로세로 0.6㎝ 크기의 디바이스로 만들 수 있고 100μL(마이크로리터, 1μL=100만분의 1L) 수준의 적은 체액으로도 글루코스 검출이 가능한 것임.

센서는 양산화할 수 있는 기존의 부품을 이용해 제작했음.

연구진은 또 은 나노와이어 표면에 어떤 물질을 배열하느냐에 따라 글루코스 이외 다른 호르몬이나 단백질 같은 생체분자의 농도측정에도 응용될 수 있을 것으로 보고 있음.

본 연구 성과는 ‘Advanced Functional Materials’ 지의 표지논문으로 게재됨.