교통대, 암세포 간편 진단 신개념 ‘하이드로겔 소재 개발’

한국교통대학교가 암세포만 선택적으로 진단할 수 있는 신개념 무선 모션 센서용 하이드로겔 소재를 개발했다고 8일 밝혔다.

교통대 화공생물공학 전공 박성영 교수(제1저자 원현정 석사)와 이기백 교수 연구팀은 암세포에 존재하는 활성산소와 탄소양자점의 반응에 의한 하이드로겔이 스스로 복구하는 자가치유 능력, 접착력 증가 및 전도도 변화에 의해 암세포를 간편하게 진단할 수 있는 신개념 무선 센싱용 하이드로겔 소재를 개발했다. 

이 연구 성과는 한국연구재단 2018년 이공분야 대학중점연구소사업 및 올해 기초연구사업(중견연구자)의 지원으로 수행됐으며, 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 ‘ACS 나노(Impact Factor 14.588)’ 최신호에 게재됐다. 

연구팀은 암세포에서 고농도로 존재하는 활성산소에 의해 분해되는 특성이 있는 탄소 양자점-하이드로겔을 제작했으며, 암세포와 정상세포에서 하이드로겔의 우수한 선택적 센싱 특성을 확인했다. 

암세포 진단을 위해 기존 고가 장비를 활용하지 않고, 세포의 종류 및 농도에 따른 하이드로겔의 스스로 복원되는 자가치유 특성, 접착력 유·무을 이용해 시각과 촉각으로 암세포를 진단할 수 있으며 전기 저항 변화를 통해 스마트폰으로 간편하게 실시간 모니터링을 할 수 있다는 큰 장점이 있다. 

활성산소는 암을 포함해 노화, 만성 염증, 심근경색 등 수 많은 질병과 연관 관계를 갖고 있어 이 연구에서 개발된 본 소재를 활용할 경우 수술 및 치료과정에서 짧은 시간 내에 다양한 질환의 발생 유·무를 확인할 수 있다. 

이에 따라 향후 질병 진단용 무선 센싱 하이드로겔은 바이오 및 헬스케어 등 다양한 4차산업 분야에서 매우 큰 활용성이 기대된다. 

박성영 교수는 “암세포 진단에서 하이드로겔을 활용해 시각, 촉각 및 무선 센싱 소재를 개발한 첫 번째 연구 보고”라며 “향후 관련 기술이 활성산소와 관련된 질환을 손쉽게 진단할 수 있는 개인맞춤형 진단 센서 소재에 적용될 것으로 기대된다”고 연구성과를 설명했다. 

한편 박 교수는 2020년 대주 학술상 (주관: 한국공업화학회), 2019년 과학기술정보통신부 장관 표창, 2017~2019년 한국교통대학교 펠로우를 최근 수상했다.