한국재료연구원(KIMS, 원장 이정환, 이하 재료연)이 나노표면재료연구본부 정호상 박사 연구팀이 소변 검사 만으로 암을 진단하는 기술을 개발했다.

29일 재료연구원에 따르면 이 기술은 소변 내 대사체의 광신호를 증폭할 수 있는 스트립 형 소변 센서를 통해 암을 진단한다. 대사체는 세포, 조직, 체액 등 생물학적 시료 내에 있는 대사산물의 총체를 뜻한다. 암 환자 소변에는 정상인과 다른 대사체가 포함돼 있어 이를 찾아 내는 원리이다. 이번 연구는 노준석 포스텍 교수, 최삼진 경희대 의과대학 교수와 공동으로 진행됐다.

한국재료연구원 정호상 박사 연구팀이 개발한 ‘소변 내 대사체 광신호 증폭을 위한 스트립 형 소변 센서 개발 및 현장 암 진단 기술’의 모식도./재료연/

이번 연구의 성공으로 소변을 소량으로 용적한 후 빛을 조사하는 것만으로 별도의 분석 과정 없이 전립선암과 췌장암을 검사할 수 있게 됐다. 암 환자의 대사체를 기존의 기술로 구분하기 위해서는 고가의 장비가 필요해 현장 적용이 어려웠다. 연구팀은 다공성 종이 위에 산호초(Coral) 모양의 플라즈모닉 나노소재를 형성해 소변 내 대사체 성분의 광신호를 10억 배 이상 증폭하는 ‘표면증강라만산란’ 센서를 개발했다. 암 대사체 신호가 센서 표면에서 증폭돼 암을 진단하는 원리이다.

연구팀은 획득한 분광 신호를 인공지능 기반 분석법을 적용해 정상인과 전립선암, 췌장암 환자를 99%까지 구분하는 데 성공했다. 스트립 형 센서의 생산가격이 개당 100원 이하이기 때문에 대량 검사에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 연구책임자인 정호상 재료연 선임연구원은 “암과 같은 난치성 질병은 조기진단이 가장 중요한 만큼, 본 기술이 새로운 진단법을 제시할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이 연구성과는 한국재료연구원 주요사업과 한국연구재단 나노 및 소재 기술 개발사업의 지원으로 수행됐다. 또한 연구 결과는 바이오센서 분야 세계적 권위지인 ‘바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스’에 1월 9일 자로 게재됐다. 연구팀은 관련 특허를 한국과 미국에 출원했다.

조규홍 기자 hong@knnews.co.kr