[대학저널 신효송 기자] DGIST(총장 손상혁) 신물질과학전공 김철기 교수 연구팀이 거미집을 모방한 자성(磁性) 패턴을 활용해 기존의 바이오센서보다 감지속도가 20배 빠른 바이오센서 플랫폼을 개발했다. 연구 결과는 네이처 자매지인 '엔피지 아시아 머티리얼즈(NPG Asia Materials)' 3월 31일 온라인판에 게재됐다.
바이오 진단 센서의 감지 능력은 센서의 분해능과 진단하고자 하는 분자의 이동 및 반응 결합속도에 의해 결정된다. 국내외 많은 연구그룹들이 나노소재 개발을 통해 분해능을 향상시켜왔다. 하지만 확산에 의해 센서에 도달하는 분자의 이송속도가 느려 센서의 감지능력 향상에 한계가 있었다.
김철기 교수 연구팀은 확산에만 의존하는 경우 단백질, DNA 등 바이오 분자의 이동이 느리다는 단점을 해결하기 위해 자기장을 이용했다. 바이오 분자에 초상자성입자 라벨을 부착하고 외부자기장을 사용해 바이오 분자의 이동을 쉽게 제어하고 이를 초고감도 자기센서로 감지할 수 있게 했다.
연구팀은 거미집 모양의 미세 자성 패턴을 활용한 새로운 바이오센서 플랫폼을 개발해 초상자성입자가 부착된 바이오 분자를 센서로 모으는 방법으로 저밀도의 바이오 분자 포집 능력을 증가시켜 바이오센서의 감지 능력을 향상시켰다.
DGIST 신물질과학전공 김철기 교수는 "기존의 바이오센서는 확산에만 의존해 센서가 저밀도의 바이오 분자를 감지하는데 시간이 많이 걸리고 감지효율이 떨어졌다"며 "자기장 기반 바이오센서 플랫폼은 바이오 분자의 포집 능력을 향상시키고 바이오 분자 이동 속도와 감도를 증가시켜 암과 같은 질병의 조기 진단과 재발 진단에 활용할 예정이다"고 말했다.
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