광주과학기술원(GIST·총장 선우중호) 기전공학과 양 성 교수팀은 전기적인 힘이나 추가 시약투입이 필요없는 휴대형 세포용해 장치를 개발했다고 22일 밝혔다.
양 교수팀은 전기적인 힘이나 추가적인 시약의 투입 없이 미세전기전자시스템(MEMS) 기술로 만든 초소형 칩과 일반 주사기를 이용한 기계적인 방법으로 세포 용해 기술을 개발했다. 이는 기존의 물리·화학적 방법을 이용할 경우 발생할 수 있는 문제점을 해결함으로써 관련 장치의 실용화를 높였다는 점에서 큰 의미가 있다.
연구팀은 MEMS 기반기술인 비등방성 습식 에칭을 통해 나노미터 단위의 날카로운 칼날 형태의 구조물을 제작한 뒤 다른 외부의 힘이 아닌 손으로 주사기의 피스톤을 밀어 압력을 발생시킴으로써 세포들이 나노 구조물 쪽으로 이동해 통과하게 만들었다. 이러한 기계적 방법을 사용하면 기존 방식에 비해 보다 빠르게 세포 용해가 일어나며 용액 내의 단백질의 농도도 1.2배 정도 더 높은 효율을 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 전기적·열적인 외부 전력원 없이 장소에 구애받지 않고 간단한 결합만으로 상온에서 샘플추출이 가능하다. 이러한 샘플들은 여러 생화학적 분석에 공급원으로 널리 사용될 수 있다.
세포 용해는 생화학적 분석에서 필수적인 기본과정으로 수많은 물리적·화학적 방법들이 사용돼왔으며 최근에는 세포 용해의 효율을 높이기 위해 랩온어칩(LOC) 기반의 세포 용해 소자들이 경쟁적으로 개발돼 왔다. 하지만 대부분 열이나 전기적 충격을 가하거나 추가적인 세제를 투입해야 하는 번거로움이 있는데다 이 과정에서 예상치 못한 단백질이 손상되는 등의 애로가 있어왔다. 또 세포의 용해를 돕는 추가 화학물의 첨가나 전원 공급을 위한 장비들이 필요해 한정된 장소에서만 사용이 가능했다.
양 교수의 연구논문은 영국왕립화학회가 출판하는 저명국제학술저널지 랩온어칩 최근호에 실렸다.
양 교수는 “기존 MEMS 기술로 제작 가능한 칩과 일반 주사기와의 결합을 통해 적은 비용으로 제작이 가능하다”면서 “손쉽게 휴대가 가능하기 때문에 장소에 상관없이 사용될 수 있을 것”으로 기대했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.co.kr
