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DGIST, 감지속도 20배 빠른 바이오센서 플랫폼 개발

신물질과학전공 김철기 교수 연구팀

이기동 기자 leekd@kyongbuk.com 등록일 2017년04월13일 16시14분  
DGIST 신물질과학전공 김철기 교수(왼쪽), 신물질과학전공 임병화 박사과정 학생
DGIST(대구경북과학기술원)는 신물질과학전공 김철기 교수 연구팀이 거미집을 모방한 자성 패턴을 활용해 기존의 바이오센서보다 감지속도가 20배 빠른 바이오센서 플랫폼을 개발했다고 13일 밝혔다.

바이오 진단 센서 감지 능력은 센서의 분해능과 진단하고자 하는 분자의 이동·반응 결합속도에 의해 결정된다.

그동안 국내외 많은 연구그룹들이 나노소재 개발을 통해 분해능을 향상시켜 왔지만 확산에 의해 센서에 도달하는 분자의 이송속도가 느려 센서 감지능력 향상에 한계가 있었다.

김철기 교수 연구팀은 확산에만 의존하는 경우 단백질, DNA 등 바이오 분자의 이동이 느리다는 단점을 해결하기 위해 자기장을 이용했다.

바이오 분자에 초상자성입자 라벨을 부착하고 외부자기장을 사용해 바이오 분자의 이동을 쉽게 제어하고 이를 초고감도 자기센서로 감지할 수 있게 했다.

연구팀은 거미집 모양의 미세 자성 패턴을 활용한 새로운 바이오센서 플랫폼을 개발해 초상자성입자가 부착된 바이오 분자를 센서로 모으는 방법으로 저밀도의 바이오 분자 포집 능력을 증가시켜 바이오센서의 감지 능력을 향상시켰다.

연구팀은 바이오센서 플랫폼을 활용해 감지 영역으로부터 먼 거리에 있는 초상자성입자가 결합된 바이오 분자를 모니터링하는데 성공했으며, 초상자성입자가 운송을 위한 바이오 분자 운반자 역할을 할 뿐만 아니라 센서에 바이오 분자가 있음을 표시하는 표지역할을 한다는 사실도 밝혔다.

김철기 교수는 “기존의 바이오센서는 확산에만 의존해 센서가 저밀도의 바이오 분자를 감지하는데 시간이 많이 걸리고 감지효율이 떨어졌다”며 “자기장 기반 바이오센서 플랫폼은 바이오 분자의 포집 능력을 향상시키고 바이오 분자 이동 속도와 감도를 증가시켜 암과 같은 질병의 조기 진단과 재발 진단에 활용할 예정”이라고 말했다.


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이기동 기자

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