카이스트는 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 사람이 호흡하면서 배출하는 아세톤 가스를 분석해 당뇨병 여부를 판단할 수 있는 날숨진단센서를 개발했다고 30일 밝혔다.
인간이 숨을 쉬면서 내뿜는 아세톤이나 톨루엔, 일산화질소, 암모니아 등 휘발성 유기화합물 가스는 당뇨병과 폐암, 천식, 신장병 등의 생체표식인자(바이오마커)로 알려졌다.
당뇨병 환자의 경우 정상인이 내뿜는 아세톤 가스 900ppb(10억분의 1)의 두 배인 1,800ppb를 날숨으로 내뿜는다.
연구팀은 얇은 껍질로 겹겹이 둘러싸인 주석산화물 섬유에 백금 나노입자가 입혀진 나노섬유 소재를 개발한 뒤, 이 소재를 아세톤 가스가 흡착되면 전기저항값이 변하는 아세톤 농도 검출용 센서에 적용해 날숨진단센서를 개발했다.
이 나노섬유 센서는 1,000ppb급 아세톤 농도에서 소재의 전기저항값이 최대 6배 증가하는 등 확연한 차이를 나타내 당뇨병을 진단할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 특히 아세톤 센서 반응속도가 7.6초로 실시간 모니터링이 가능하다.
김 교수는“많은 종류의 날숨 가스를 동시에 진단할 수 있는 센서 어레이를 개발하면 당뇨병뿐만 아니라 폐암 등 다양한 질병을 조기에 검출하고 관리하는 것이 가능해질 것”이라고 말했다.
이번 연구결과는 신소재 응용분야 세계적 학술지인‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’지난 20일자 표지논문에 게재됐다.
허택회기자 thheo@hk.co.kr
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