과학자들, 머리카락보다 얇은 광학 센서로 동시에 여러 암 생체표지자 검출 성공

과학자들이 여러 암 생체표지자를 동시에 감지할 수 있는 머리카락보다 얇은 센서를 개발해 암과 같은 질병의 진단과 모니터링에 혁신을 가져올 가능성을 열었다. 초고속 3D 마이크로 프린팅 기술로 제작된 이 센서는 광섬유 끝에 직접 인쇄되며 온도와 화학적 변화를 포함한 여러 생체표지자를 한 번에 측정할 수 있다.

호주의 애들레이드 대학교와 독일의 슈투트가르트 대학교 연구자들이 협력해 개발한 이 기술은 빛을 통해 분자 수준에서 암에 의해 유발된 신체 변화를 감지하는 방식으로 작동한다. 센서는 최소 침습 방식으로 신뢰할 수 있는 질병 검출을 제공하며, 더 스마트한 의료, 환경 모니터링 및 웨어러블 도구를 가능하게 한다.

"분자들이 암의 부산물과 접촉하면 빛을 방출한다. 방출되는 빛의 양은 암세포의 농도에 따라 달라진다. 센서를 조직에 삽입하고 방출되는 빛의 양을 측정함으로써 암의 존재를 확인할 수 있다고 믿는다"고 애들레이드 대학교 광자학 및 고급 감지 연구소의 수석 연구자가 말했다.

이 돌파구는 질병을 추적하고 치료를 안내하며 신체를 실시간으로 모니터링하는 차세대 의료 도구로 이어질 수 있다. 센서는 최소 침습 방식으로 질병 존재에 대한 신뢰할 수 있고 명확한 정보를 제공할 수 있어 의료 분야에서 더 스마트한 도구의 길을 열어준다.

이 연구는 한 번에 하나의 생체표지자만 측정할 수 있는 기존 방법을 발전시킨 중요한 발전을 나타낸다. "한 번에 하나의 생체표지자만 측정할 수 있을 때는 변화의 원인이 암인지 다른 문제인지 판단하기 어렵다"고 수석 연구자가 말했다. "이것이 우리 방법이 혁신적인 이유다. 의료 전문가들에게 즉시 정확한 정보를 제공할 수 있기 때문이다."

연구 결과는 Advanced Optical Materials 저널에 발표됐으며, 최근 132만 달러(약 18억 원) 규모의 호주 연구 위원회 연결 인프라, 장비 및 시설 보조금을 받아 애들레이드 대학교에 세계적 수준의 고정밀 마이크로 및 나노 프린팅 시설을 구축하는 데 도움이 될 것이다. 최신 레이저 프린팅 기술에 접근할 수 있게 되면 연구자들은 pH 변화나 산화환원과 같은 더 많은 생체표지자를 감지하는 작업을 계속할 수 있을 것으로 기대된다.

향후 연구자들은 병원과 협력해 이 기술을 개선하고 싶어하며, 향후 10년 내 사용 준비가 가능할 것으로 믿는다. 연구팀은 더 빠르게 프로토타입을 제작하고, 더 복잡한 구조를 구축하며, 배운 것을 더 넓은 생의학 분야에 적용할 수 있을 것이다.