한국기초과학지원연구원(KBSI)은 소재분석연구부 최종순·한도경 박사 연구팀이 혈액이 아닌 소변, 타액 등 다양한 체액검체를 활용해 당뇨병을 정확하고 빠르게 판별할 수 있는 비침습적 자가진단 키트를 개발했다고 4일 밝혔다.
당뇨병은 인슐린 호르몬의 분비에 문제가 있거나 정상적인 기능이 이뤄지지 않아 높은 혈당 수치가 오랜 기간 지속되는 대사질환으로 조기진단과 정상 수준의 당 수치 관리가 매우 중요하다.
현재 개인의 자가진단과 자발적인 혈당관리법으로 이용되는 혈당센서는 손가락에 바늘을 찔러 나오는 혈액을 소형 분석기를 통해 분석하는 침습 방식이다.
이는 잦은 채혈로 통증, 감염 등이 부담스러워 영유아, 노약자, 중증환자 등에게는 적용하기에 어려움이 따른다.
이번에 KBSI 최종순·한도경 박사팀은 혈액에 비해 소변, 타액에 매우 적은 양으로 존재하는 당에 주목, 고감도의 당 검출을 위해 효소모사촉매 활성을 갖는 백금 나노-고분자 기능성 복합소재(PtNZ-Hydrogel; PtNZHG)를 개발하고 독창적인 당 검출 디바이스 구조 설계를 통해 분석 플라스틱 자가진단 키트를 만들었다.
이 자가진단 키트는 플라스틱 기반의 변색센서로, 친수성이 다른 플라스틱 소재를 교차 적층시켜 주입구에 담긴 체액이 효과적으로 통과할 수 있도록 3차원 입체구조로 설계됐다.
또 백금 나노-고분자 기능성 복합소재의 효소모사촉매의 특성을 활용한 효소기질 반응을 활용해 검출신호를 증강시켜 고감도의 분석 민감성을 확보했다.
이를 통해 혈액, 소변, 타액에 존재하는 당(glucose)을 15분 이내에 수 밀리그램(㎎) 수준까지 손쉽게 검출이 가능하다.
이용자는 자가진단 키트의 검출부 발색 변화를 확인, 직관적으로 당뇨병을 판별할 수 있다.
연구팀은 현재 개발한 키트 검출부 색이 변색되는 것을 스마트폰으로 촬영 후 컴퓨터 무료 소프트웨어를 통해 검사 결과를 확인할 수 있도록 했다.
추후 키트가 상용화되면 스마트폰 전용 조기진단앱 개발에도 활용이 가능, 손쉽게 자가검진이 가능해 질 것으로 전망된다.
한도경 박사는 "이번 연구는 혈액은 물론 소변, 타액 등의 체액에 존재하는 미량의 당을 분석할 수 있는 진단 플랫폼 기술로 비침습적 당 분석이 필요한 환자들에게 유용하게 쓰일 것"이라며 "향후 병원과의 협력연구를 통해 당뇨환자 대상으로 상호진단 평가 및 표준분석검사법을 확립하게 된다면 새로운 당뇨병 자가진단법으로 정착될 것"이라고 말했다.
최종순 박사(KBSI 부원장)는 "이번에 개발한 기술은 KBSI 생물재난 분석기술개발 과제를 통해 독자적으로 수행해 이룬 결과"라며 "국민생활 및 안전과 직결된 문제 해결을 위해 다양한 연구를 지속 수행하겠다"고 밝혔다.
