나노기술 및 정책 정보

• 목록

암과 같은 치명적인 질병을 조기에 발견하는 것이 환자의 생존 확률을 높이는 열쇠임. 그러나 사람들은 종종 아직 증상을 자각하지 못하고 몸에서 미량만 발견되기 때문에 초기 단계에서 질병을 진단하기가 훨씬 어려움.

오스틴 텍사스 대학교(University of Texas at Austin) 연구팀은 프로세스 초기에 질병을 쉽게 발견하고 환자의 전망을 개선하고 의료 시스템의 부하를 덜어줄 목적으로 높은 수준의 민감도를 유지하면서 조기 질병진단을 위한 미량의 바이오 마커 검출 속도를 높이기 위해 나노 센서를 사용하는 접근 방식을 만들었음. 질병을 조기에 정확하게 발견하는 것이 매우 중요하며 이를 위해서는 매우 낮은 농도의 바이오 마커를 찾을 수 있어야함. 그리고 사람들은 결과를 빨리 알고 싶어 하며 몇 시간 또는 며칠을 기다릴 필요가 없음. 이러한 접근 방식은 사람들이 집이나 직장에서 할 수 있는 신속한 질병 검사로 불필요하게 의사 사무실과 병원에 나가지 않아도 됨. 병원 환경에서 테스트 속도를 높이면 의료진은 며칠이 아닌 몇 시간 만에 대규모 진단 배치를 처리 할 수 있음.

초소형 센서는 질병 진단에 중요하지만 문제가 있음. 센서가 작을수록 작은 분자에 더 잘 반응함. 그러나 감도의 절충점은 처리 시간이 더 느리다는 것임. 센서가 분자와 연결되고 식별하는 데 더 오래 걸릴수록 오염 위험이 높아져 잠재적으로 테스트의 정확도가 떨어짐. 연구팀의 감지 방식으로 초소형 고감도로 느린 감지 문제를 해결하려는 것이 목표임. 이 접근 방식은 일반적인 감지 기술에 비해 테스트 속도를 4 배 향상시킴. 이 기술은 감지 시간을 1 시간 또는 2 시간에서 몇 분으로 줄일 수 있음. 그리고 그 혁신의 핵심은 센서를 동력화하는 것임. 장치를 회전시켜 움직임을 추가하면 액체 샘플이 이동하여 분자와 센서가 서로 접촉하는 속도가 훨씬 더 빨라짐. 이 팀은 다른 연구자와 제조업체가 이 방식을 사용하여 센서의 개선을 희망하면서 방법론을 게시하고 있음. 이 기술은 DNA를 찾기 위한 범죄 현장 법의학과 같은 것을 포함하여 액체 솔루션에서 모든 유형의 센서 및 감지 분자의 사례에 적용할 수 있음.

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ (“Acceleration of Biomolecule Enrichment and Detection with Rotationally Motorized Opto-Plasmonic Microsensors and the Working Mechanism”) 지에 게재됨