김원준 포항공대 교수 연구팀, '미세유체기반 차세대 마이크로어레이 플랫폼'
분석시간과 고가의 반응시약 사용량 대폭 줄일 것 기대

교차오염 없이 (cross-contamination-free) 독립된 액적 어레이 형태로 구성된 입자 조합에서 입자간 반응 동시/다중관찰 수행결과.<사진=과학기술정보통신부>
교차오염 없이 (cross-contamination-free) 독립된 액적 어레이 형태로 구성된 입자 조합에서 입자간 반응 동시/다중관찰 수행결과.<사진=과학기술정보통신부>
물과 기름이 섞이지 않는 원리를 이용해 입자간 상호 오염없이 여러가지 반응을 동시에 분석할 수 있는 기술이 개발됐다.

과학기술정보통신부는 김준원 포항공과대학교 교수 연구팀이 마이크로 입자를 제어해 화학 및 바이오 물질 반응 효율을 향상시킬 수 있는 '미세유체기반 차세대 마이크로어레이 플랫폼' 원천 기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

기존에는 질병진단 등 화학 및 바이오물질의 복합반응을 1개의 분석 칩으로 분석할 때, 각각의 반응을 완전히 분리하지 못해 반응물질끼리 오염될 수 있어 여러 가지 반응을 동시에 정확하게 분석하기 어려웠다.

김원준 교수 연구팀은 물과 기름이 섞이지 않는 원리를 이용해 분석 칩 속에 미세 막 구조물이 포함된 독립공간(30개/㎟)을 만들었다. 각 공간에 다양한 마이크로 입자를 원하는 개수와 순서로 배치, 입자간 상호 오염없이 여러가지 반응을 동시에 정확하게 분석하는 기술을 개발했다.

이번 분석 기술로 기존 방법보다 시약 소모량을 수십에서 수백분의 1로 줄이고 반응시간도 수배 이상 단축, 바이러스 검출과 질병 진단 등에 널리 활용될 것으로 기대된다.

연구팀은 후속연구를 통해 배열 가능한 마이크로 입자의 개수를 늘리고 입자의 기능을 다양화해 기존 기술로 수행할 수 없었던 더욱 복잡한 다중 분석 기술을 구현해 나갈 계획이다.

이번 성과는 18일(독일 현지시간) 발간된 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 표지논문으로 게재됐다. 또 dvanced Science News에 주목해야 할 차세대 마이크로어레이 신기술(Playing Pinball at Microscale)로 7월 20일에 소개된 바 있다.

김준원 교수는 "여러 물질 간의 복합반응과 분석을 하나의 칩에서 쉽고 간단하게 진행할 수 있는 원천기술을 확보해 향후 고병원성 질병진단이나 신약개발 및 바이오시밀러 분야에 필요한 항원-항체 반응 및 세포독성 테스트 등의 분석시간과 고가의 반응시약 사용량을 획기적으로 줄일 수 있게 됐다"고 연구의 의의를 설명했다.

어드밴드스 머티리얼즈 8월호 표지: 다수의 캡슐 형태의 액적 어레이와 각 캡슐 내 다양한 입자 조합과 그 상호작용을 보여주고 있음. 광학적(등대를 관찰자로 표현)으로 각 캡슐 내에서 일어나는 반응을 동시에 실시간으로 관찰할 수 있는 기술. <사진=과학기술정보통신부>
어드밴드스 머티리얼즈 8월호 표지: 다수의 캡슐 형태의 액적 어레이와 각 캡슐 내 다양한 입자 조합과 그 상호작용을 보여주고 있음. 광학적(등대를 관찰자로 표현)으로 각 캡슐 내에서 일어나는 반응을 동시에 실시간으로 관찰할 수 있는 기술. <사진=과학기술정보통신부>
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