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이승기 교수 연구팀, 전립선 암 진단율 100배 향상된 바이오센서 개발
분류 학술
작성자 홍보팀 가지혜
날짜 2018.11.07 (최종수정 : 2018.11.08)
조회수 1,521
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'광섬유 ·금 나노입자 결합한 바이오센서' 관련 특허 3건 암 진단에 획기적 변화 예상
전립선암 이외 다양한 암 바이오센서 진단 기술로 상용화 가능성 높아

우리 대학 연구팀이 전립선암 진단율을 현재보다 1
00배 이상 높인 바이오센서를 개발해 화제. 주인공은 전자전기공학부 이승기, 박재형 교수와 김형민 연구원.

▲ 왼쪽부터 박재형교수, 이승기교수, 김형민 연구원

이 교수 연구팀이 개발한 바이오센서는 광섬유 단면에 금 나노입자를 부착하고 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 교수에 따르면 항원 검출반응은 초미세한 250 (마이크로미터) 직경의 광섬유에서 이뤄지며, 1ml124fg[펨토그램, 1 fg10-15 g(10의 마이너스 15승인, 천조분의 1그램)] 항원을 검출할 수 있어 진단 우수성을 입증하기에 충분하다고 한다. 광학기술을 바탕으로 바이오센서와 나노기술을 접목했다는 뜻. 이 교수는 한국 남성의 암발병 5위가 전립선암인데 조기 진단을 놓쳤을 경우 많은 경비가 들어가는 게 현실이라며 새로 개발된 바이오센서는 2~3천원 수준으로 양산이 가능해 국내외 의료기기 기업들이 주목하고 있다고 했다

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▲ 이승기교수 연구팀이 개발한 바이오센서 구조 (a:광섬유가 결합된 미세유체칩 단면 및 금 나노입자 / b:미세유체칩 / c:전체 측정 시스템)


현재 전립선암 진단방법은
1)혈액·소변 통한 전립선특이항원(PSA) 효소측정법  2)직장수지검사법(DRE)  3)전립선 초음파검사  4)조직검사 등으로 알려져 있다. 이교수팀이 개발한 바이오센서는 전립선특이항원(PSA) 효소측정법에 기반을 둔 것이다. 이승기 교수는 이 기술은 임상적용이 가능한 수준의 신뢰도를 가진다전립선 암 진단뿐 아니라, 항체와 특이 결합을 하는 다양한 암 진단 바이오센서 기술로 활용 가능할 것이라고 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.

연구결과는 국제학술지 Sensors and Actuators B 오는 1110일 게재 예정. 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.