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체액 속 극미량의 분자만으로 알츠하이머를 진단할 수 있는 플랫폼 기술이 나왔다. 기존 체액 검사보다 10만배 이상 민감도를 가져 극히 적은 양의 분자까지 정확하게 검출할 수 있어 기존 영상진단법의 한계를 극복하는 초고감도 진단기술로 활용될 전망이다. 한국표준과학연구원은 유은아 박사 연구팀이 분자가 가진 고유한 광학 신호를 수억 배 이상 증폭해 체액 속 극미량의 알츠하이머병 생체지표(바이오마커)들을 정확히 검출하고 정량화하는 표면증강 라만분광법 기반의 ‘초고감도 다중 정량 검출 플랫폼’을 개발했다고 30일 밝혔다. 알츠하이머는 뇌 신경세포가 점차 손상되면서 기억력 정상금리 ·사고력 등 인지 기능이 서서히 저하되는 대표적인 퇴행성 뇌질환이다. 전 세계 치매의 약 60∼70%를 차지할 정도로 흔하지만 아직 근본적인 치료제가 없어 조기 진단과 지속 관리가 중요하다. 현재 알츠하이머는 주로 양전자방출단층촬영(PET)·자기공명영상(MRI) 등 영상 장비로 진단하는데, 검진 비용이 1회당 100만원 이상으로 비싸고 질환이 일정 수준 이 샤프재무계산기 상 진행한 뒤에야 영상 관측이 가능해 발병 초기에 감지가 어렵다는 한계가 있다. 이보다 간편한 체액 진단법은 혈액과 뇌척수액 등 체액에 들어있는 극저농도의 두 펩타이드(아밀로이드 베타 42, 40)를 동시에 정확하게 검출하기 어려워 신뢰도가 떨어진다. 연구팀은 단일 입자에서 강하고 균일한 표면증강 라만분광법(SERS) 신호를 개별 감지할 수 있는 해바라기 신청방법 모양 단면의 식별 가능한 다종 금 나노입자를 개발했다. SERS는 빛이 분자와 만나 생기는 고유한 신호를 금속 나노구조로 크게 증폭해 극히 적은 양의 분자까지도 정확하게 검출하는 분석 기술이다. 개발된 다종 금 나노입자는 기존 구형 금 나노입자와 달리 입자 내부와 표면 전체에 고밀도로 균일한 신호 증폭 지점을 형성해 단일 입자에서도 강하고 재현성 높은 신호 제작 를 구현한다. 연구팀은 고유 ID를 부여한 다중 검출용 SERS 나노입자를 적용해 체액에서 아밀로이드 베타42와 아밀로이드 베타40을 검출한 결과, 1000조분의 1ｇ 이하 수준의 극미량을 정량적으로 검출하는 데 성공했다. 민감도와 검출범위에서 세계 최고 수준의 검출 성능이라고 연구팀은 설명했다. 유은아 표준연 책임연구원은 “저비용으로 대량 생산이 가능하고 대학생생활비대출 다양한 생체지표에 유연하게 적용할 수 있다”며 “알츠하이머뿐만 아니라 암, 뇌 질환, 감염병 등 다양한 질환의 체외 진단 및 모니터링에 활용할 수 있다”고 말했다. 이 연구결과는 분석화학 분야 국제 학술지 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스(지난 4월)’에 실렸다.



표준연 연구진으로 백아름(뒷줄 좌측 시계방향) 선임연구원, 김령명 선임연구원, 유은아 책임연구원. 표준연 제공


이준기 기자 bongchu@dt.co.kr