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적혈구를 ‘필터’로...고성능 혈당측정기 개발

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2018년 04월 15일 19:30 프린트하기

기존 혈당측정기의 한계를 극복할 새로운 혈당측정기 원리를 국내 연구팀이 개발했다. 사진은 일반적인 혈액 측정기 모습이다. -사진 제공 픽사베이
기존 혈당측정기의 한계를 극복할 새로운 혈당측정기 원리를 국내 연구팀이 개발했다. 사진은 일반적인 혈액 측정기 모습이다. -사진 제공 픽사베이

당뇨병 환자가 쓰는 개인용 혈당 측정기에는 문제가 있다. 혈액 내 다른 물질을 혈당으로 잘못 측정하는 오류다. 이를 해결하기 위해 미세한 막 등을 연구 중이지만 아직 확실한 해결책은 나오지 않았다. 그런데 최근 국내 연구팀이 일종의 '생체 필터'를 이용해 이 문제를 해결한 고성능 혈당측정기를 개발했다.


김인수 고려대 바이오의공학과 연구원과 윤대성 교수팀은 혈액세포인 적혈구의 세포막을 가공해 선택한 물질만 골라 통과시키는 필터를 만들고, 이를 혈당측정기에 붙여 포도당만 정확히 골라 측정하는 데 성공했다. 연구 결과는 분석화학 분야 국제학술지 '바이오센서앤바이오일렉트로닉스' 15일자에 발표됐다.


기존 혈당측정기는 효소를 이용해 혈액 내 포도당을 감지한다. 효소가 혈당과 많이 결합하면 혈당이 높다고 나오는 식이다. 하지만 환자가 섭취한 약이나 음식 속에 포함된 요산이나 비타민C 등 다른 물질을 포도당으로 잘못 인식하는 일이 자주 벌어져 정확한 측정이 어려웠다.


김 연구원팀은 혈액세포인 적혈구의 세포막에 주목했다. 세포막은 포도당만 골라서 반대쪽으로 통과시키는 일종의 '펌프'를 표면에 지니고 있다. 이 펌프를 이용하면 추가적인 에너지를 들이지 않고도 포도당을 높은 정확도로 골라낼 수 있다. 김 연구원팀은 이 세포막을 약 100개 겹쳐 쌓아 오직 포도당만 통과시키는 두께 100~500nm(나노미터, 1nm는 10억 분의 1m)의 반투과성 막을 만들었다.


연구팀은 이 막을 혈당측정기에 씌운 뒤 포도당과 요산, 비타민C 등 여러 물질을 넣고 정확도를 측정했다. 그 결과 기존 측정기는 잘못 인식되는 비율이 28%에 달한 반면, 새로 개발한 측정기는 2%대로 크게 줄어든다는 사실을 확인했다. 연구팀은 다른 이물질을 넣지 않고 포도당만으로도 실험해 성능 저하 여부도 확인했다. 그 결과 막을 씌우지 않은 기존 혈당측정기와 성능 차이가 없는 것으로 드러났다.


연구 책임자인 윤 교수는 "바이오센서뿐만 아니라 약물전달시스템 등 조직공학 분야에도 적용될 수 있을 것"이라고 말했다.

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