의학·과학 과학

피 대신 땀·침으로 혈당 측정한다

파이낸셜뉴스

입력 2020.09.03 12:05

수정 2020.09.03 12:05

성균관대·포항공대 공동연구팀이 센서 개발
피 속 혈당보다 100분의 1 농도까지 검출 가능
휴대용으로 만들기 위해 가로세로 0.6㎝로 소형화
압력을 가하면 탄성입자 변형이 일어나면서 입자의 중앙 표면에 코팅된 나노와이어가 탈락된다. 글루코스 농도가 증가할수록 은 나노와이어를 서로 연결하는 글루코스 교량이 많아지고 따라서 입자 표면을 고르게 둘러싼 전도성 은 나노와이어가 많아져 결과적으로 전류가 증가한다. 성균관대 김진웅 교수 제공
압력을 가하면 탄성입자 변형이 일어나면서 입자의 중앙 표면에 코팅된 나노와이어가 탈락된다. 글루코스 농도가 증가할수록 은 나노와이어를 서로 연결하는 글루코스 교량이 많아지고 따라서 입자 표면을 고르게 둘러싼 전도성 은 나노와이어가 많아져 결과적으로 전류가 증가한다. 성균관대 김진웅 교수 제공
[파이낸셜뉴스] 매일 바늘로 피를 내 혈당을 확인하는 당뇨 환자들의 고통을 끝낼 수 있을까.

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

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

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 필요하다.

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


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

국제학술지 '어드밴스드 펑서녈 머터리얼즈'의 표지논문으로 선정된 혈당측정 센서. 성균관대 김진웅 교수 제공
국제학술지 '어드밴스드 펑서녈 머터리얼즈'의 표지논문으로 선정된 혈당측정 센서. 성균관대 김진웅 교수 제공
이 압전센서는 글루코스 분자와 결합할 수 있는 표면적이 증가해 0.56μM~56 mM의 넓은 범위의 글루코스 농도를 측정할 수 있다. 결국 혈액(5~20 mM)과 체액(50~200 μM)의 글루코스 농도 범위를 모두 포함해 비침습적인 방법으로 체액에서 혈당측정이 가능해진다.

이 압전센서는 특히 가로세로 0.6㎝ 크기의 디바이스로 만들 수 있고 100μL(마이크로리터, 1μL=100만분의 1L) 수준의 적은 체액으로도 글루코스 검출이 가능한 것이다.
센서는 양산화할 수 있는 기존의 부품을 이용해 제작했다.

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


이번 연구 성과는 국제학술지 '어드밴스드 펑서녈 머터리얼즈'의 표지논문으로 선정, 지난 8월 26일 공개됐다.

monarch@fnnews.com 김만기 기자

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