연구성과

오준학․김기문 교수팀, 뇌질환 물질 감지하는 플렉시블 바이오센서 개발

2015-08-24378
  치매’ 조기진단할 웨어러블기기 만든다
오준학교수
 
뇌가 외상이나 질병에 의해 손상되어 사람을 못알아 보거나 사회생활에 장애를 가져오는 ‘치매’. 그 중 큰 원인으로 손꼽히는 알츠하이머는 뇌의 위축과 퇴화가 일어나 발생하는 병이다. 초기에는 가벼운 기억장애로 시작하지만, 나이 탓이나 건망증 등으로 치부해버리기 쉽다.
 
치매와 같은 뇌질환을 시계나 목걸이 형태의 웨어러블기기를 이용해 스스로 진단할 수 있는 기술이 국내 연구진을 통해 나왔다.
 
화학공학과 오준학 교수팀은 IBS(기초과학연구원) 복잡계자기조립연구단(단장 김기문)과 공동으로 신경전달물질인 아세틸콜린을 포집할 수 있는 바이오센서를 개발, 소재분야 권위지인 어드밴스드 펑셔널 머터리얼스(Advanced Functional Materials)지 표지논문으로 발표했다.
 
아세틸콜린(acetylcholine)은 학습능력이나 기억력을 활성화시키는 신경전달물질로, 너무 많으면 파킨슨병을 유발하고, 너무 적으면 알츠하이머병에 걸릴 수 있는 것으로 알려져 있다.
 
연구팀은 물에 강한 유기반도체 DDFTTF와 ‘나노호박’ 쿠커비투릴을 이용했다. 쿠커비투릴은 가운데 구멍이 뚫려 있어 다양한 분자나 이온이 들어가고, 이런 초분자 물질은 자신에게 꼭 맞는 짝을 찾아 결합하는 특성을 가지고 있어 센서 분야에서는 유용하게 사용된다.
 
연구팀은 반도체 위에 물에 잘 녹지 않도록 한 쿠커비투릴 유도체를 씌운 층을 만들어, 이 유도체가 아세틸콜린을 선택적으로 감지할 수 있도록 했다. 이런 방식은 기존의 효소를 이용한 센서들에 비해 제작비용은 크게 낮추는 한편 백만배 이상 민감하게 아세틸콜린을 검출해낼 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다.
 
특히 유기반도체는 유연하게 구부러지기 때문에 시계나 팔찌, 목걸이와 같은 형태의 기기로도 응용이 가능하다.
 
연구를 주도한 오준학 교수는 “이번 연구는 뇌질환에 관련된 신경전달물질을 아주 적은 농도에서도 검출해낼 수 있는 바이오센서를 저비용으로 간단하게 제조할 수 있는 기술”이라며 “특히 아세틸콜린에서 좋은 성과를 보여 치매와 같은 뇌질환을 조기진단하는 웨어러블 진단 기기 제조로의 응용이 기대된다”고 설명했다.
 
한편, 이번 연구는 미래창조과학부가 추진하는 글로벌 프론티어 사업 ‘나노기반 소프트일렉트로닉스 연구단(단장 조길원)’과 기초과학연구원 ‘복잡계자기조립연구단’의 지원으로 이루어졌다.