5hmC 극미량 검출 가능…『ACS Nano』 게재로 기술력 국제적 인정

전북대학교 연구진이 기존 암 조기 진단의 민감도 한계를 넘어서는 획기적인 바이오센서 기술을 개발해 국제적인 주목을 받고 있다. 이번 기술은 간편하면서도 고감도의 암 진단을 가능하게 하며, 스마트폰 앱과 연동되는 실시간 무선 진단 플랫폼으로 확장 가능성이 높다.

전북대학교 임수만 교수(유연인쇄전자전문대학원)와 안정은 교수(자연대 생명과학과) 공동연구팀은 나노 분야 최고 권위의 국제 학술지 『ACS Nano』(IF 15.8, JCR 상위 1%)에 새로운 암 진단 센서 개발 성과를 게재했다.

연구팀은 암세포 내 주요 바이오마커로 알려진 ‘5-하이드록시메틸시토신(5hmC)’을 극미량 농도(12.6 fM) 수준에서도 정밀하게 실시간 검출할 수 있는 초고감도 휴대형 무선 전위차계 센서를 개발했다. 이 센서는 생물학적 샘플에서도 암세포와 정상세포 간의 5hmC 수준 차이를 무선 앱으로 정확히 구별해내는 데 성공했으며, 재현성 및 선택성도 우수함을 입증했다.

‘트리 형태 그래핀’ 신소재로 경제성과 감도 동시에 확보

이번 센서의 핵심은 새로운 소재인 ‘트리 형태 그래핀(tree-shaped exfoliated graphene, teG)’이다. 연구팀은 기존 값비싼 소재 대신 연필 흑연을 전기화학적으로 박리하는 방식으로 teG를 친환경적이고 경제적으로 합성하는 데 성공했다. 이 신소재는 넓은 표면적과 뛰어난 전하 전달 특성을 바탕으로 바이오센싱 성능을 획기적으로 향상시켰으며, 고가의 나노소재 없이도 민감한 생체분자 검출을 가능하게 했다.

임수만 교수는 “이번 기술은 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 모바일 기반 진단 플랫폼으로 발전 가능성이 높다”며 “현장 진단용 실용 센서로 발전시켜 의료현장과 헬스케어 산업에서 폭넓게 활용될 수 있도록 할 것”이라고 밝혔다.

이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 향후 차세대 암 진단 및 치료 기술의 핵심 도구로서 기대를 모으고 있다.

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