단국대학교 연구팀 전립선암 진단율 100배 높인 바이오센서 개발 화제

단국대학교(총장 장호성) 연구팀이 전립선암 진단율을 현재보다 100배 이상 높인 바이오센서를 개발해 화제다. 이번 바이오센서를 개발한 주인공은 이승기, 박재형 단국대 전자전기공학부 교수와 김형민 연구원.

 

이 교수팀이 개발한 바이오센서는 광섬유 단면에 금 나노입자를 부착, 여기에 미세유체칩을 결합한 구조다. 혈액을 바이오센서에 흘려주면 전립선암 항원들이 금 나노입자 표면 항체들과 결합해 특정 광학신호를 보내고, 이 결과로 암 발병 여부를 진단하게 된다.

 

연구팀에 따르면 바이오센서는 기존 장비에 비해 항원 검출 능력이 100배 이상 높고, 검사시간도 5분으로 단축되는 등 전립선암 진단에 획기적 변화를 가져올 전망이다. 진단 오차율도 기존의 10~15% 수준에서 4%로 줄어든다.

 

이 교수는 “항원 검출반응은 초미세한 250 ㎛(마이크로미터) 직경의 광섬유에서 이뤄지며, 1ml당 124fg 항원을 검출할 수 있어 진단 우수성을 입증하기에 충분하다”고 말했다. 이는 광학기술을 바탕으로 바이오센서와 나노기술을 접목한 것이다. 이어 이 교수는 “한국 남성의 암발병 5위가 전립선암인데 조기 진단을 놓쳤을 경우 많은 경비가 들어가는 게 현실”이라며 “새로 개발된 바이오센서는 2~3천 원 수준으로 양산이 가능해 국내외 의료기기 기업들이 주목하고 있다”고 강조했다.

 

현재 전립선암 진단방법은 ▲혈액·소변 통한 전립선특이항원(PSA) 효소측정법 ▲직장수지검사법(DRE) ▲전립선 초음파검사 ▲조직검사 등으로 알려져 있는데, 이 교수팀이 개발한 바이오센서는 전립선특이항원(PSA) 효소측정법에 기반을 둔 것이다. 이 교수는 “이 기술은 임상적용이 가능한 수준의 신뢰도를 가진다”며 “전립선 암 진단뿐 아니라, 항체와 특이 결합을 하는 다양한 암 진단 바이오센서 기술로 활용 가능할 것”이라고 밝혔다.

 

이번 연구는 한국연구재단 미래유망 융합기술 파이오니어사업 및 중견연구자지원사업 지원 아래 진행됐다. 연구팀은 바이오센서 개발과 아울러 ▲미세유체 채널을 이용한 표면플라즈몬공명 센서장치 및 센서유닛 제조방법 ▲표면플라즈몬공명센서 신호보정방법 ▲표면플라즈몬공명센서 테스트 방법 등 3건의 특허를 출원, 등록을 완료했다.

 

한편 이 교수팀의 연구결과는 국제학술지 Sensors and Actuators B에 오는 10일 게재 예정이다. 논문제목은 ‘Real-time detection of prostate-specific antigens using a highly reliable fiber-optic localized surface plasmon resonance sensor combined with micro fluidic channel’(미세 유체 채널과 결합한 고신뢰도의 광섬유 국소화 표면 플라즈몬공명센서를 이용한 전립선 특이 항원의 실시간 검출)이다.

 

용인=강한수ㆍ김승수기자