광운대 김남영교수 (전자공학과) 연구팀, 압타머 기반 초민감 바이오센서로 치매 진단 기술 개발 성공

광운대 전자공학과 김남영교수가 이끄는 연구팀은 전자공학과 파르샨트 쿠마르 샤르마 박사과정(제1저자)과 함께 치매 바이오 마커인 혈장 내 아밀로이드 베타(Aβ1-42) 검출에 대한 초민감 프로브리스 용량 바이오센서 개발에 성공했다고 밝혔다.

본 연구진은 면역측정 플랫폼 기반의 디지털 간 용량성 바이오센서를 이용하여 알츠하이머병(AD)과 같은 신경 퇴행성 질환의 특징인 아밀로이드 베타(Aβ) 바이오 마커를 검출하였다. 일반적으로 압타머는 SELEX(지수와 농축의 체계적인 진화)라고 불리는 시험관 내 기술에 의해 높은 특이성과 친화성으로 식별된 표적과 결합하는 단일 가닥 상보적 DNA 서열을 포함하는 새로운 종류의 분자 인식 탐침으로 분류되어 왔다. 치매 바이오 마커를 위한 올리고머 Aβ(oAβ) 압타머를 개발하여 항-oAβ 항체와 작용하는 메커니즘을 확인하였다. 더불어, Aβ(oAβ) 압타머 표면의 특이성, 민감도 및 선택적 검출을 고려하여, 생체이온 용량 바이오센서가 항-Aβ(oAβ) 항체와 초고친화성의 Aβ(oAβ) 압타머를 사용하였다. 혈장내 Aβ(oAβ) 펩타이드의 펨토몰 범위 농도 하에서 5초 이내에 실시간으로 치매 바이오 마커를 검출하였다. 또한, 제조된 용량성 바이오칩은 플라즈마 매개 항원에 대해 선택적인 방법으로 4°C에서 100일 동안 대기하였다. 개발된 바이오 센서는 휴대성과 확장성 때문에 POCT (Point-of-Care Test) 진단 애플리케이션에 매우 적합하다. 또한 알츠하이머병(AD)와 같은 치매를 식별하는 데 있어 oAβ의 우수한 효능과 초민감 프로브리스 용량 바이오센서는 의료 모니터링 기술의 발전에 기여하는 연구이다.

이번 연구는 교육부에서 지원하는 한국연구재단(NRF) 중점연구소 지원사업과 한국 환경부(MOE) 대학원을 통한 기초 과학 연구 프로그램의 지원을 받았다. 연구 결과는 Elsevier에서 발간하는 국제 저명 논문지인 Biosensors and Bioelectronics (IF=12.545) “Ultrasensitive probeless capacitive biosensor for amyloid beta (Aβ1-42) detection in human plasma using interdigitated electrodes” 제목으로 실렸다.

온라인 중앙일보