김주민 아주대 교수, 휴대용 혈액분석기에 필요한 핵심원리 발견

국내 연구진이 초저농도의 디옥시리보핵산(DNA)용액이 흐를 때 마이크론 크기의 입자가 가운데로 정렬하는 현상을 발견했다. 이번 연구결과는 스마트폰 기반 휴대용 혈액분석기나 고성능 세포분석기의 실용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 전망된다.

미래창조과학부는 아주대학교 에너지시스템학의 김주민 교수 연구팀이 초저농도 디옥시리보핵산(DNA)용액에서 입자 집속현상 발견, 휴대용 혈액분석기에 필요한 핵심원리를 알아냈다고 13일 밝혔다.

가정이나 직장에서 스마트폰 등으로 간단한 혈액검사를 수행하기 위해서는 미세한 채널을 따라 흐르는 혈액 속의 세포를 세거나 종류별로 분류할 수 있는 미세유체소자의 개발이 필요하다.

그러나 분석대상이 채널의 가운데를 따라 흐르지 않는 경우 분석의 정확도가 떨어져 이를 해결하기 위해 복잡한 구조의 부가적인 장치가 필요하다는 한계가 있었다.

김 교수는 초저농도의 DNA용액이 흐를 때 수 마이크론 크기(백만분의 1m)의 입자가 채널 가운데로 정렬하는 현상을 발견했다.

특히 DNA용액은 점도가 낮아 소형화에 유리해 향후 휴대 가능한 혈액분석기용 미세유체소자 개발에 기여할 것으로 기대된다.

연구진은 또 DNA용액을 따라 흐르는 입자가 효과적으로 집속되는 이론적 근거도 제시했다.

일반적인 합성고분자는 유연한 구조로 탄성이 약했지만, DNA용액은 뻣뻣하고 긴 이중나선 구조로 점탄성을 강하게 띠고 있어 입자 채널의 가운데로 모인다. 적은양으로도 입자집속이 가능해져 소형화와 휴대성에 기여할 수 있게 된 것이다.

김 교수는 “DNA기반 입자집속 현상은 DNA의 새로운 활용방안을 제시하고 나아가 향후 소형 혈액분석기 개발을 앞당기는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.