충남대학교는 기술교육과 이태윤 교수 연구팀이 호모시스테인(homocystein)*의 신속하고 정확한 검사가 가능한 바이오칩을 개발했다고 1일 밝혔다.

호모시스테인(homocystein)은 엽산을 포함한 비타민 B군 섭취 부족 시 증가하는 황-함유 아미노산으로, 높은 호모시스테인 농도는 동맥의 손상과 혈관의 혈전을 유발할 수 있다.

이번 연구에서 연구팀은 체내 대사과정 중 만들어지는 황 함유 아미노산으로 세포독성물질에 속하는 ‘호모시스테인’을 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 바이오칩을 개발했다. 레이저를 이용해 구리(Cu)가 포함된 폴리이미드 필름을 가공함으로써 시료 전처리 기술과 센싱부 기술을 통합한 바이오칩을 제작하는 데 성공했다.

특히 시료 전처리부는 그래핀으로 구성된 마이크로채널로 제작되어 호모시스테인의 전기화학적 검출을 방해하는 혈장 성분들을 효과적으로 제거할 수 있게 했다. 또한 탄화과정을 통해 제작된 센싱부는 구리가 도핑된 그래핀으로 이뤄져 호모시스테인의 산화 반응을 더욱 정확하게 측정할 수 있게 했다.

그 결과 연구팀이 개발한 바이오칩은 혈장에 존재하는 호모시스테인을 나노몰(nM, 물질량 단위로 1nM 10억분의 1몰) 정도의 낮은 농도까지 검출할 수 있음을 보여줬다.

이태윤 교수는 “최근 다양한 연구들에 따르면 혈중 호모시스테인 농도의 증가는 심혈관질환의 독립적인 위험인자로 알려져 있으며, 이에 따라 고호모시스테인혈증(hyperhomocysteinemia)에 대한 관심이 증대되고 있다”며, “향후 실제 임상 현장에서 상용화 가능한 호모시스테인 검사용 진단기기의 개발을 위한 연구를 활발히 추진해 나갈 계획이다”라고 말했다.

연구 결과는 화학공학 분야의 국제적인 학술지 ‘Chemical Engineering Journal’(IF: 15.1) 온라인판에 게재됐다. 게재된 논문은 충남대학교 공업교육연구소 나타라잔 캐리캐란 박사가 제 1저자로, 안나말라이 야무나 박사가 공동저자로, 이태윤 교수가 교신저자로 참여했다(논문 제목: Highly scalable design of 3D copper-doped graphene printed microfluidic chip for the electrochemical quantification of plasma homocysteine).

이번 연구는 교육부, 한국연구재단이 지원하는 ‘지역대학우수과학자사업’과 과학기술정보통신부, 한국연구재단이 지원하는 ‘기초연구실사업’의 지원을 받아 수행됐다.

*논문 링크: https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.145014


*에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=43567
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