세계 최고 감도 바이오센서 개발

국내 연구진이 세계 최고 수준의 감도와 측정 범위를 갖춘 고성능 바이오센서를 개발했다.

서울대학교는 박영준 전기공학부(나노응용시스템연구센터) 교수 연구팀이 나노 물질과 기존 반도체를 결합한 나노 바이오센서 칩을 만드는 데 성공했다고 21일 밝혔다.

바이오센서는 생물의 다양한 반응 작용 과정에서 나타나는 전기적 변화를 감지해 특정 유기화합물 등의 존재나 상태, 농도 등을 측정하는 장비를 말한다.

연구팀에 따르면 이번에 개발된 바이오센서는 100펨토몰라(femto molar;물방울 1㎕당 분자 5만개 정도 농도) 수준의 특이 DNA 분자까지 판별이 가능할 만큼 고감도를 자랑한다.

더구나 측정 가능한 농도 범위도 7오더(7order;범위 내 최고값이 최저값의 10의 7제곱)급으로 세계 최고 수준이다.

일단 DNA 염기서열 분석용으로 개발됐지만, 검출 대상을 바꾸면 대기 중 미세한 불순물이나 독소 등도 잡아낼 수 있다.

특히 반도체 칩에 장착된 만큼 통신 등을 통해 구제역이나 조류인플루엔자 등의 검사 결과를 실시간으로 모니터링 하거나 전송하는 일도 가능할 전망이다.

연구팀은 반도체 칩 위에 금 전극을 자기정렬 방식으로 놓고 탄소나노 튜브로 코팅한 뒤, 다시 수 나노 크기의 금 입자를 탄소나노튜브 층위에 뿌려 이 바이오센서를 제작했다.

두 물질의 접합 부분에서 나타나는 미세한 변화를 전기적으로 측정하는 방식이다.

박영준 교수는 "반도체 칩에 장착된 나노센서를 통해 감염된 동물이나 인간에서 나타나는 극미량의 바이러스 DNA, 독성 물질 등을 찾아내고 IT 환경에서 정보를 자유롭게 주고받을 수 있을 것"이라며 "구제역 등의 감염 여부를 빠르고 간단하게 진단하는 데도 응용될 수 있다"고 설명했다.

이 연구 결과는 미국 화학회지 ''ACS nano'' 4월호에 실렸다.