경북대 이혜진 화학과 교수팀
서강대 등 연구팀과 공동연구로
기존 진단키트보다 분석감도 50배
반려동물 조기진단키트 개발 기대
경북대 이혜진 정성화교수 서강대 오한빈 교수 경북대 물야수피안토 박사과정생.
소변 한 방울로 신장질환 여부를 가려낼 수 있는 머신러닝 기반의 종이칩 자가진단키트가 개발됐다. 기존 종이칩 자가 진단키트보다 감도가 50배 이상이고, 인공지능(AI)기술을 접목해 신속ㆍ정확하게 분석할 수 있다고 한다. 정기적으로 건강검진을 하는 사람보다는 시료 채취가 어려운 반려동물용 자가진단키트 개발에 기여할 것으로 기대된다.
경북대는 화학과 이혜진 교수 연구팀이 같은 학과 정성화 교수, 서강대 화학과 오한빈 교수와 공동으로 소변 한 방울로 신장 질환을 신속하게 진단할 수 있는 새로운 머신러닝 기반의 종이칩 자가 진단키트를 개발했다고 8일 밝혔다.
이 진단키트는 코로나19나 임진진단 키트처럼 측면 흐름 분석법을 사용하는 진단법으로, 양성이면 2줄, 음성이면 1줄로 나타나는 식이다. 소변 속의 바이오마커인 TGM2를 감지한다.
연구팀은 양성일 경우 색이 보다 선명하게 나타나도록 금속유기 구조체(MOF)를 이용해 개발했다. 이 자가 진단키트는 기존 코로나19 진단키트에 많이 사용한 금나노입자의 자주색보다 분석 감도가 50배 이상 높은 것으로 확인됐다.
이어 색상을 ‘인공지능ㆍ감성 분석 도구’라는 기계학습모델을 통해 개발한 AI-SAT를 스마트폰과 접목해 신속성과 정확도를 높였다. 소변 시료를 종이진단키트에 묻혀 색이 변하면, 그것을 스마트폰으로 촬영해 전용앱으로 분석하는 방식이다.
이혜진 교수는 “사람 소변 시료를 이용해 테스트 한 결과 정확도가 매우 높았다”며 “혈액이나 점액 등 검체 채취가 어려운 반려동물의 신장질환 조기진단 키트 개발에 활용할 수 있으며, 관련 동물의료기 업체에 기술이전을 추진 중”이라고 밝혔다.
이번 연구는 한국연구재단 기초연구실지원사업과 중견연구지원사업의 지원으로 수행됐다. 경북대 정성화 교수, 물야수피안토 박사과정생, 유동규 박사, 서강대 화학과 오한빈 교수와 황하경 석사과정생이 공동연구로 참여했다. 연구 결과는 분석화학 분야 최고 권위의 저명 국제학술지인 ‘ACS 센서’ 3월 22일자에 발표됐다.
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