체액으로 알츠하이머 조기 진단

표준연, 초고감도 체외 진단 플랫폼 개발

한국표준과학연구원이 분자가 가진 고유한 광학 신호를 수억 배 이상 증폭해, 체액 속 극미량의 알츠하이머병 생체지표(바이오마커)들을 정확히 검출하고 정량화하는 진단 플랫폼을 개발했다. 한국표준과학연구원 제공

한국표준과학연구원이 분자가 가진 고유한 광학 신호를 수억 배 이상 증폭해, 체액 속 극미량의 알츠하이머병 생체지표(바이오마커)들을 정확히 검출하고 정량화하는 진단 플랫폼을 개발했다. 한국표준과학연구원 제공

[충청투데이 조정민 기자] 한국표준과학연구원이 분자가 가진 고유한 광학 신호를 수억 배 이상 증폭해, 체액 속 극미량의 알츠하이머병 생체지표(바이오마커)들을 정확히 검출하고 정량화하는 진단 플랫폼을 개발했다.

30일 한국표준과학연구원에 따르면 KRISS 의료융합측정그룹은 기존 체액 검사 방식보다 약 10만 배 이상 더 민감하면서 여러 개의 생체지표를 정확히 구별해 정량적으로 측정할 수 있는 '표면증강 라만분광법(SERS) 기반 초고감도 다중 정량 검출 플랫폼'을 개발했다.

간단한 체액 검사만으로 생체지표들을 초고감도·고신뢰도로 정량 검출할 수 있어 기존 영상 진단법의 한계를 보완하고 질병의 조기 진단과 치료 모니터링에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

알츠하이머병은 뇌 신경세포가 점차 손상되면서 기억력·사고력 등 인지 기능이 서서히 저하되는 대표적인 퇴행성 뇌질환이다.

현재 알츠하이머병은 주로 PET·MRI 등을 활용한 영상 장비로 진단한다.

다만 검진 비용이 1회당 100만원 이상으로 높고 특수 시설이 필요하다는 한계가 있다.

또한 질환이 일정 수준 이상 진행한 후에야 영상 관측이 가능해 발병 초기에는 감지가 어렵다는 단점도 있다.

이에 연구진은 단일 입자에서 강하고 균일한 SERS 신호를 개별 감지할 수 있는 해바라기 모양 단면의 식별 가능한 다종 금 나노입자를 개발했다.

이는 기존 구형 금 나노 입자의 입자 간 거리에 따른 불균일한 신호 문제를 극복하고, 입자 내부와 표면 전체에 고밀도로 균일한 신호 증폭 지점을 형성해 단일 입자에서도 강하고 재현성 높은 신호를 구현한다.

이를 통해 표적 물질 농도에 비례하는 우수한 정량성을 확보했으며 서로 다른 표적 물질의 동시 검출도 가능해졌다.

유은아 KRISS 의료융합측정그룹 책임연구원은 "이번에 개발한 검출 플랫폼은 저비용으로 대량 생산이 가능하고 다양한 생체지표에 유연하게 적용할 수 있다"며 "알츠하이머병 뿐만 아니라 암, 뇌 질환, 감염병 등 다양한 질환의 조기·신속 체외 진단 및 모니터링에 활용할 수 있어 범용성이 높고 상용화에 유리한 기술이다"라고 설명했다.

이번 연구 성과는 국가과학기술연구회 중대질환 언택트 시스템 개발 사업과 KRISS 기본사업의 지원을 받았으며 분석 화학 분야의 세계적 학술지인 Biosensors & Bioelectronics(IF: 10.5)에 4월 게재됐다.

조정민 기자 jeongmin@cctoday.co.kr