매일일보 = 나광국 기자 | 한양대학교는 이동윤 생명공학과 교수팀이 최영빈 서울대 교수, 전희재 강원대 교수 연구팀과 함께 당뇨 질환의 새로운 진단 방법을 개발했다고 5일 밝혔다.
이는 세륨 나노입자를 기반으로 한 나노자임을 활용해 눈물 내 포도당과의 비색 변화를 통해 혈당을 주기적으로 관리하는 비침습적인 치료 방법이다.
본 연구에서는 산화세륨 나노입자(CNP)와 포도당 산화효소(GOx)로 코팅된 감지 용지를 포함하는 흡인 디스크형 스트립 바이오센서를 개발했다. 이 스트립 바이오센서는 하안검결막(IPC)에 접촉해 눈에 자극을 주지 않으면서 눈물을 수집할 수 있어 개인의 혈당 수준을 쉽고 빠르게 자가 모니터링 가능하며, 일회용 형식으로 간단하게 사용할 수 있다.
스트립 바이오센서는 0~2.5 mM의 포도당 농도 범위 내에서 독특한 색상 변화를 생성하며, 고출력 광원이나 복잡한 전자 부품 없이도 즉각적으로 식별할 수 있다. 추가로 최적화된 영상 시스템과 처리 알고리즘을 통해 측정의 정확도를 극대화해 자가 진단에 대한 적용 가능성과 신뢰성을 높인다.
본 연구팀은 고혈당이 유도된 토끼를 대상으로 한 실험에서 흡인 디스크형 스트립 바이오센서를 이용해 고혈당 토끼 눈의 하안검결막(IPC)에 접촉해 눈 자극 없이 눈물을 채취할 수 있음을 확인했다. 아울러 센서의 성능과 정량적 효능을 성공적으로 검증했다.
이 연구는 세륨 산화 나노입자의 이점과 이미지 처리 알고리즘 및 사용자 친화적인 바이오센서 디자인을 결합해 눈물 포도당 모니터링에 대한 포괄적인 접근 방식을 제시한다. 이러한 결과는 완전 자동화 및 안전한 눈물 포도당 모니터링 시스템의 잠재력을 강조하고 주기적인 당뇨 관리를 가능하게 한다는 것에 의미가 있다.
이번 연구는 생체재료분야 및 의공학 분야 세계적 학술지 ‘Biomaterials Researc’(IF:15.863)에 지난달 18일 게재됐다.
