종이재질 패치로 땀 분석해 혈액검사 대신한다

땀 분석하는 종이 재질의 무동력 생체센서 개발

노스캐롤라이나 주립대학의 연구진이 만든 종이재질 패치. 하이드로겔에 흡수된 땀이 종이관을 타고 올라가면서 땀의 성분을 분석할 수 있게 만들었다. 노스 캐롤라이나 주립대 제공

[파이낸셜뉴스] 해외 연구진이 종이 재질을 이용해 땀을 분석하는 마이크로유체패치를 개발했다. 이 패치는 종이의 미세한 구멍으로 액체가 이동하는 것을 응용해 시료를 체취해 분석한다. 연구진은 이것으로 땀 속에 있는 포도당을 비롯해 젖산염과 질산염, 콜레스테롤 등을 분석할 수 있다고 설명했다.

노스캐롤라이나 주립대학의 올린 벨레브 박사와 마리클 디키 박사는 차세대 웨어러블 기술로 땀을 수집하고 분석할 수 있는 웨어러블 모델로 종이 기반의 패치를 개발했다고 10일(미국시간) 밝혔다. 이 패치는 특정 질병의 진행과정이나 환자가 약물요법을 얼마나 잘 지키는지 측정하는 웨어러블 패치로 사용될 수 있다.

이 패치형 센서는 종이 심지를 타고 흐르는 액체에 의해 작동되며 외부 전원이 필요없다. 연구진은 "적은 비용으로 환자들로부터 연구샘플을 얻을 수 있으며 이 패치분석으로 향후 혈액 샘플을 채취할 필요가 없어질 수도 있다"고 전망했다.

연구진은 이 장치를 식물이 물을 수송하는 모세관 현상을 모방해 만들었다. 모세관 현상은 액체가 중력과 같은 외부 도움 없이 좁은 관을 오르는 현상을 말한다.

디키 박사는 "오랜 시간에 걸쳐 환자의 땀에 스며드는 생물학적 지표나 약물은 종이패드에 타임스탬프 방식으로 기록돼 나중에 분석할 수 있다"고 말했다. 이는 나무가 성장 기록을 남기는 나이테와 비슷하다.

종이재질로 된 패치에 형광 염료를 첨가해 20분마다 주기적으로 검사한 이미지. 노스 캐롤라이나 주립대 제공

인간의 땀에는 연구자들이 비침습성 의학 검사를 위해 연구하고 있는 생체 분자를 포함하고 있다. 그러나 땀 분석에는 종종 비용이 많이 들고 분석장치는 일반적으로 제한된 시간 동안만 신뢰할 수 있다.

땀을 분석하는 모든 장치의 문제점은 땀에 소금이 포함돼 있다는 것이다. 소금이 증발하면서 장치에 소금이 쌓여 액체의 흐름을 방해한다.

벨레브는 "종이로 만든 센서 안에 소금층이 축적돼 땀의 흐름이 막힐 것으로 예상했다"고 말했다. 연구진은 간단한 종이 구조물의 땀 흐름을 추적하면서 오랜시간 지속적으로 땀을 끌어올리고 처리할 수 있다는 것을 발견했다.

이 연구결과는 AIP 출판사의 '바이오마이크로플루이딕스' 저널에 발표됐다.

[e-mail] 김만기 기자