국내 연구팀이 눈물을 이용해 통풍을 예방하는 기술을 개발했다. KAIST 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀은 종이에 금속 나노입자를 증착한 저렴하고 정교한 통풍 종이 검사지를 개발하는 데 성공했다.

통풍은 바늘 모양의 요산 결정이 관절에 쌓이면서 통증을 유발하는 병이다. 통증 완화와 요산 배출, 요산 강하제 복용 등이 치료법으로 이용되지만 이는 일시적인 통풍 증상 완화엔 도움이 되지만 완치에는 한계가 있어 지속적인 요산 농도 측정과 식이요법을 병행해야 한다. 따라서 간편하게 요산을 측정할 수 있다면 통풍 예방률을 높일 수 있고 통풍 환자의 병 관리에도 도움을 줄 수 있다.

지금은 혈액을 채취해 요산 농도를 측정하거나 관절 윤활액을 채취해 요산 결정을 현미경으로 관찰하는 방식을 활용한다. 그러나 이 방법은 침습적 시술이 대부분이고 시간이 오래 걸리는 등 한계가 있다.

연구팀은 눈물을 쉽게 채집할 수 있는 종이의 표면에 나노플라즈모닉스 특성을 갖는 금 나노섬을 균일하게 증착했다. 나노플라즈모닉스 기술은 금속의 나노구조 표면에 빛을 모으는 기술로 질병과 건강 진단 지표, 유전 물질 검출 등에 응용될 수 있다.

또 금과 같은 금속은 빛을 쏘았을 때 기존보다 강한 빛을 받아들이는 특성을 갖기 때문에 종이의 특성을 유지하면서도 기판 표면의 빛 집광도를 최고 수준으로 끌어올릴 수 있다.

연구팀이 개발한 금속 나노구조 제작 기술은 넓은 면적에 자유자재로 나노구조를 제작할 수 있기 때문에 빛의 집광도를 자유롭게 조절할 수 있다. 연구팀은 종이 검사지에 표면증강 라만 분광법을 접목시켜 별도 표지 없이 눈물 속 요산 농도를 측정하고 이를 혈중 요산 농도와 비교해 통풍을 진단했다.

정 교수는 “이번 연구로 향후 눈물을 이용해 낮은 가격의 무표지 초고감도 생체분자 분석과 신속한 현장 진단이 가능할 것”이라며 “눈물뿐만 아니라 다양한 체액을 이용해 질병 진단, 생리학적 기능 연구 등에 기여할 수 있을 것이다”라고 말했다.

개발된 기술은 눈물 속의 생체 분자를 분석해 비침습적 진단(인체에 고통을 주지 않고 실시하는 진단)이 가능하고 소요 시간을 크게 단축시킬 수 있다. 이번 연구 성과는 에이씨에스 나노(ACS Nano) 2016년 12월 14일 온라인판에 게재됐다.

강정의 기자 justice@ggilbo.com