바이오센서를 피부 등 체외에 부착해 질병 진단을 하는 경우도 있지만, 질병 원인 물질은 대체적으로 혈액 속에 머무르는 것으로 알려져 있다. 혈액 채취 분석은 복잡한 시료 전처리와 값비싼 대형 장치로 인해 실시간, 조기 진단에 한계를 지녀왔다. 

최헌진 교수 연구팀은 피부 속으로 침습해 혈액 내 질병 원인 물질을 진단하는 바이오센서를 개발했다. 혈액 채취와 전처리 과정이 필요하지 않고, 실시간으로 감지할 수 있는 장점을 가진다. 연구팀은 해당 바이오센서가 동물의 혈액 속 극히 낮은 농도의 콜레라 독소, 중금속 이온 등을 감지하는 등 고정밀도를 지녔다고 밝혔다. 

센서를 피부에 붙이면 미세 전극이 모세혈관이 있는 진피층까지 도달한다. 600μm의 침이 체내 침습을 통해 질병 원인 물질을 선별한다. 체내 침습으로 인한  영향을 최소화하기 위해 연구팀은 생체 적합형 물질인 실리콘을 기반으로 한 3차원 구조물 제작 기술을 개발했다. 

센서 내 다양한 항체들은 질병을 일으키는 단백질이나 중금속 이온을 효율적으로 선별한다. 이밖에도 연구팀은 피부과, 생명공학 연구진과 공동연구를 통해 소자의 생체 적합성을 검증했다.  

최헌진 교수는 "기존 바이오센서로 적용하기 어려웠던 '혈액 직접 감지'에 응용한 새로운 시스템을 개발한 것"이라고 연구 의의를 설명했다. 이어 최 교수는 "우리 몸에서 암, 알츠하이머, 콜레라, 중금속 중독 등 다양한 질병을 환자 스스로 실시간 진단하는 센서로 발전되길 기대한다"고 강조했다. 

해당 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 나노소재기술개발 사업과 연세대학교의 지원으로 수행됐으며 '나노 레터스'(Nano Letters)에 지난 12일 게재 됐다.