"여러 물질 간 복합반응 분석, 1개칩으로도 가능"

머니투데이 류준영 기자 | 2017.08.20 12:00

포스텍 김준원 교수팀 주도…차세대 마이크로어레이 분석법 세계 첫 개발

포스텍 김준원 교수 연구팀이 마이크로 입자를 제어해 화학 및 바이오 물질 반응 분석 효율을 향상시킬 수 있는 ‘미세유체기반 차세대 마이크로어레이 플랫폼’ 원천기술을 세계 최초로 개발했다고 20일 밝혔다.

김준원 교수/사진=포스텍
미세유체 기술은 밀리미터(mm) 이하의 작은 공간 내 유체를 조작 및 제어하는 것이다. 마이크로어레이는 대량의 데이터 분석을 효과적으로 수행하기 위해 수백개 이상의 매우 작은 물질들이 고체 표면에 집적화 된 것을 말한다.

기존에는 질병진단 등 화학 및 바이오물질의 복합반응을 1개의 분석칩으로 분석할 때, 각각의 반응을 완전히 분리하지 못해 반응물질끼리 오염되는 문제점이 따랐다. 그래서 여러 가지 반응을 동시에 정확하게 분석하기 어려웠다.

김 교수 연구팀은 물과 기름이 섞이지 않는 원리를 이용, 분석칩 속에 미세 막 구조물이 포함된 수많은 독립공간(30개/mm2)을 만들었다. 또 각 공간에 다양한 마이크로 입자를 원하는 개수와 순서로 배치, 입자간 오염 없이 여러 가지 반응을 동시에 정확하게 분석하는 기술을 개발했다.

연구팀은 이 기술에 대해 “기존 방법보다 시약 소모량을 수십에서 수백분의 1로 줄이고, 반응시간도 수배 이상 단축해 바이러스 검출이나 질병진단 등에 널리 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다.


김 교수는 “여러 물질 간의 복합반응과 분석을 하나의 칩에서 쉽고 간단하게 진행할 수 있는 원천기술을 확보했다”며 “향후 고병원성 질병진단이나 신약개발 및 복제약(바이오시밀러) 분야에 필요한 항원-항체 반응 및 세포독성 테스트 등의 분석시간과 고가의 반응시약 사용량을 획기적으로 줄일 수 있을 것”이라고 말했다.

김 교수는 후속연구를 통해, 배열 가능한 마이크로 입자의 개수를 늘리고 입자의 기능을 다양화해 기존 기술로 수행할 수 없었던 더욱 복잡한 다중 분석 기술을 구현해 나갈 계획이다.

이번 연구성과는 국제학술지 ‘어드밴스 머티리얼스’ 최신호에 게재됐다.

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