가톨릭중앙의료원, 10분 내 초정밀 진단 가능한 나노복합체 기술 개발

[더파워 유연수 기자] 가톨릭중앙의료원이 단 10분 만에 감염이나 염증을 초정밀하게 진단할 수 있는 나노 기반 초고감도 항원 검출 기술을 개발했다.

가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단은 20일 가톨릭대학교 의과대학 의생명과학교실 박준혁 교수 연구팀이 포항공과대학교 김성지 교수 연구팀과 공동으로 ‘양자점 나노복합체(Quantum Dot Composite Complex, QDCC)’를 이용한 초고속 진단법을 개발했다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 국제 나노소재 분야 학술지 ‘ACS Nano’(9월호, 영향력지수 IF 15.8)에 게재됐다. 연구팀은 수십 개의 양자점을 하나의 안정적인 나노복합체 안에 넣는 기술을 통해 기존보다 50만배 이상 높은 민감도를 확보하고, 진단 시간을 기존의 1/100 수준으로 단축했다.

‘양자점(Quantum Dot)’은 빛을 받으면 특정 색의 빛을 내는 반도체 나노입자로, 눈에 보이지 않을 정도로 작지만 특정 파장의 광발광으로 극미량의 물질을 식별할 수 있다. 연구팀은 이러한 양자점을 ‘층상 자기 조립(Layer-by-layer self-assembly)’ 기법으로 결합해 신호 안정성을 높이고 형광 소광 현상을 최소화하는 데 성공했다.

이 나노복합체를 활용한 ‘C-반응 단백질(CRP)’ 진단 실험에서, 연구팀은 기존 효소결합면역검출법(ELISA)이 4~24시간 소요되는 것과 달리 10분 내 결과를 확인할 수 있음을 입증했다. 또 극미량의 단백질도 검출 가능한 수준의 감도를 보여, 감염병 조기진단과 응급의료 현장 진단(Point-of-Care Testing)에 활용 가능성이 높다고 평가됐다.

연구팀은 이 기술이 혈액 진단 외에도 면역염색화학 분야나 영상진단에서도 활용될 수 있다고 설명했다. 조직 내 특정 단백질을 빠르고 정밀하게 관찰할 수 있어, 기존 현미경 진단보다 효율적인 분석이 가능할 것으로 기대된다.

박준혁 교수는 “이번 연구는 반도체 나노입자 기반 복합체 합성과 이를 이용한 초고속·초고감도 진단법을 제시한 것으로, 다양한 항원 및 생체 환경에 적용할 수 있는 차세대 진단 플랫폼의 가능성을 열었다”고 밝혔다.

이번 연구는 가톨릭중앙의료원 기초의학사업추진단 합성생물학사업단을 중심으로 세종과학펠로우십, 기초연구사업(중견연구·선도연구센터·이공분야 대학중점연구소), 나노 및 소재기술개발사업(국가핵심소재연구단)의 지원을 받아 수행됐다.

유연수 더파워 기자 news@thepowernews.co.kr