한양대·연세대 연구팀, 질병 조기진단 일회용 전처리칩 개발

나노소용돌이로 병원체·핵산 농축·추출 효율 높여

나노소용돌이를 발생하는 이중 나노구조 필름이 내장된 일회용 핵산 전처리 칩과 시료 전처리 과정의 모식도.(한양대 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 질병 조기 진단을 가능하게 할 일회용 전처리칩 개발에 성공했다.

한국연구재단은 한양대 이준석·곽노균 교수, 연세대 신용 교수 공동연구팀이 나노소용돌이로 병원체 및 핵산의 농축 및 추출 효율을 높여 조기에 질병을 검출할 수 있는 일회용 칩을 개발했다고 6일 밝혔다.

나노소용돌이는 나노 스케일에서 발생하는 유체의 소용돌이 또는 와류 현상을 말한다.

핵산은 모든 생명체에 필수적인 생체고분자물질로 DNA와 RNA 두 가지 유형으로 구분된다.

현재 상용되는 핵산 추출 기법은 복잡한 처리 과정으로 장시간 소요되고 오염 및 시료 손실의 위험이 많이 존재한다는 점이 한계다.

특히 무증상 혹은 전증상 기간 동안 추출되는 낮은 병원체 및 핵산 농도는 질병의 검출 및 조기 진단을 어렵게 했다.

이에 연구팀은 기존의 미끄러운 미세 유체칩에 3차원 미세기공을 갖춘 나노구조 필름을 부착해 비표면적을 향상한 새로운 시료 전처리칩을 개발했다.

나노구조 필름은 기공 내 나노소용돌이를 생성해 유체의 역학적 흐름을 촉진하고, 입자와 표면 간의 충돌을 증가시켜 병원체 및 핵산의 포획 효율을 크게 향상했다.

또 PCR 분석 결과 기존의 핵산 추출법보다 100배 더 높은 감도를 달성할 수 있었다.

이밖에 PCR 분석 없이도 개발된 칩과 분석법을 이용하면 시료 전처리부터 결과 도출까지 50분 이내에 결과를 제공받을 수 있다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야 기초연구사업(중견연구자지원사업)과 원천기술개발사업(바이오의료기술개발사업)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스'에 지난달 14일 게재됐다.

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