스마트폰과 휴대 열화상 카메라로 현장서 감염병 신속·정량검사

한국기초과학지원연구원

왼쪽부터 한도경 KBSI 소재분석연구부 책임연구원, 성기훈 한양대 생물나노공학과 교수. KBSI 제공

국내 연구팀이 스마트폰 영상과 휴대용 열화상 카메라만으로 체내 염증·감염 지표를 현장에서 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 검사 민감도는 기존 신속검사 대비 7배 향상됐다.

한국기초과학지원연구원(KBSI)은 한도경 소재연구본부 책임연구원이 성기훈 한양대 생물나노공학과 교수팀과 함께 2차원 나노소재인 몰리브덴디셀레나이드(MoSe2) 기반 광열 검출소재를 활용해 신속검사 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 연구결과는 지난달 1월 16일(현지시간) 국제학술지 '저널 오브 나노바이오테크놀로지'에 공개됐다.

연구팀은 천연 계면활성제인 감초산(GA)을 이용해 MoSe2를 안정적으로 박리해 'GA-MoSe2 나노박막'을 합성하고 진단 신호를 내는 소재로 활용했다. GA-MoSe2 박막은 근적외선 조사 시 빛을 열로 전환하는 광열 변환 효율이 64.6%로 높고 안정성도 우수하다.

스마트폰 C타입 충전 단자에 소형 열화상 카메라를 연결한 뒤 GA-MoSe2 나노박막이 첨가된 키트를 촬영하면 검사 대상자의 혈액과 키트의 반응 수준에 따라 박막의 온도가 달라진다. 판단 기준이 명확하지 않은 색 변화 대신 온도를 통해 정량화할 수 있다.

CRP 분석 신속 진단 검사방법 및 고감도 검출 원리. KBSI 제공

염증성 질환을 나타내는 대표적인 지표인 C-반응성 단백질(CRP)을 대상으로 성능을 검증한 결과 민감도가 기존 금 나노입자 기반의 신속 진단키트 대비 약 7배 향상된 것으로 나타났다. CRP는 체내에 급성 염증이 일어났을 때 조기에 증가하는 물질이다. 인체 혈청 기반 실험에서도 정확도가 90~105%에 달해 임상 적용 가능성이 확인됐다.

한 책임연구원은 "복잡한 장비 없이 스마트폰과 휴대용 열화상 카메라만으로 정밀 진단이 가능하다"며 "감염성 질환 및 염증 질환의 현장진단에 큰 파급효과를 일으킬 것"이라고 설명했다. 이어 "다중 표적을 동시에 분석하는 멀티플렉스 진단과 모바일 헬스케어 플랫폼으로의 확장도 가능할 것"이라고 전망했다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1186/s12951-025-04018-1

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]