KAIST, 실시간 땀 분석·검진 기술 개발

운동 따른 지구력·근육 등 대사 변화까지 측정

한국과학기술원 바이오및뇌공학과 전재훈(왼쪽) 박사과정과 정기훈 교수. 한국과학기술원 제공

국내 연구진이 혈액을 채취하지 않고도 땀 속 다양한 대사 산물을 실시간으로 분석할 수 있는 센서를 개발했다.

만성질환 관리와 개인 맞춤형 헬스케어 기술 발전에 기여할 것으로 기대된다.

한국과학기술원(KAIST)은 정기훈 바이오 및 뇌공학과 교수 연구팀이 땀 속 여러 대사 산물을 실시간 동시 분석할 수 있는 웨어러블 센서를 개발했다고 7일 밝혔다.

이 센서는 분자의 성질을 읽어내는 '나노광학 기술'과 머리카락보다 가느다란 채널 속에서 땀을 정밀하게 제어하는 '미세유체 기술'을 접목했다.

패치 내부에는 6-17개의 저장 공간이 있으며, 운동 중 분비되는 땀이 순차적으로 각 공간에 채워지는 미세유체 구조로 설계됐다. 이를 통해 하나의 패치만으로도 시간 순서대로 땀을 채집, 다양한 대사물질의 체내 변화를 정밀하게 측정할 수 있다.

연구팀은 실제 인체 실험을 통해 운동 중 분비되는 땀에서 요산, 젖산, 티로신 등 대사·운동·질환과 관련된 세 가지 주요 대사물질이 운동 강도와 식단에 따라 어떻게 변화하는지를 동시에 정량적으로 분석할 수 있는 능력을 입증했다. 달리기, 마라톤, 헬스 등 운동 과정에서 발생하는 지구력과 근육량 변화를 파악할 수 있을 뿐 아니라 수치 변화를 기반으로 통풍, 간 기능 이상, 신장 질환 등 잠재적 위험 요인도 확인할 수 있다는 게 연구팀의 설명이다.

정기훈 교수는 "이번 연구는 혈액을 채취하지 않고도 땀 패치만으로 체내 대사 변화를 시간에 따라 정밀하게 모니터링할 수 있는 기반을 마련했다"며 "앞으로 만성질환 관리, 약물 반응 추적, 환경 노출 모니터링, 대사성 질환의 차세대 바이오마커 발굴 등 다양한 분야로 확장될 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구에는 전재훈 박사과정생이 제1저자로 참여했으며, 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈 최근 온라인판에 게재됐다.

왼쪽부터 '유연 미세유체 나노플라즈모닉 패치', '패치를 활용한 순차적 샘플 수집', '비표지 대사산물 프로파일링'.. 한국과학기술원 제공