바이오칩·센서는 바이오기술(BT)에 정보기술(IT)과 나노기술(NT)을 결합한 대표적인 융합 기술이자 제품이다.
바이오칩은 바이오센서를 작은 칩 위에 집약시켜 질병 인자 등 각종 생체요소를 빠르고 간편하게, 동시에 분석할 수 있다. 분석 대상 및 종류에 따라 DNA칩, 단백질칩, 세포칩 등으로 분류된다.
21일 재료연구소 소재융합 정기 세미나에서 정봉현 한국생명공학연구원 바이오나노헬스가드연구단장은 “바이오센서와 바이오칩은 질병 진단 등 의료 분야는 물론이고 환경과 식품, 군사, 연구기반 등 다양한 분야에서 활용할 수 있는 첨단 융·복합 소재기반 기술”이라고 소개했다.
정 단장은 “특히 상용화 기술 및 제품 개발에 장시간이 소요되는 생명공학 분야에서 현실적으로 가장 빠르게 접근해 성과를 도출하고, 경쟁력도 갖출 수 있는 분야”라고 강조했다.
바이오칩·센서는 대표적으로 질병이나 유해 물질에 대한 진단과 모니터링 시장에서 거대한 시장을 창출할 것으로 예상되고 있다.
전 세계를 공포에 빠트린 중증급성호흡기증후군(SARS), 신종 코로나, 신종 플루 등 바이오 유해물질은 수백명의 인명 피해를 포함해 막대한 경제적 손실을 남겼다.
미국의 시장조사 기관 BCC리서치는 질병 진단 및 환경 모니터링 시장이 지난 2012년 831억달러 규모에서 올해는 1000억달러, 오는 2016년에는 1300억달러 이상으로 급격하게 증가할 것으로 전망했다.
바이오칩·센서 기술을 토대로 혈당, 콜레스테롤 등을 개인이 직접 체크하는 제품이 시장에 속속 등장하고, 나아가 가정용 u헬스케어, 유해물질 모니터링 등 응용제품 개발이 빠르게 확산되고 있는 배경이다.
정 단장은 “바이오센서와 칩 개발과 제조에는 생명공학과 유기화학, 표면화학, 재료공학, 전자공학, 나노기술 등 다양한 기초학문과 기술 간 융·복합이 필요하다”고 말했다.
국내외 기술 개발 동향으로는 미국이 DNA칩 원천 특허를 기반으로 신약 개발과 질병 진단에 적용할 수 있는 신기술을 속속 개발하고 있다.
국내에서는 한국생명공학연구원이 DNA간 상호작용을 측정해 질병 진단에 활용할 수 있는, 초소형 저가의 DNA칩 개발에 성공했다. 또 당뇨환자의 혈당을 측정할 수 있는 혈당센서 기반의 자가 혈당측정기를 상용화해 시장에 선보였다.
바이오센서와 칩 연구는 최근 나노기술과의 접목으로 고감도의 성능을 갖춘 나노바이오센서 개발로 이어지고 있는 추세다. 나노와이어, 탄소나노튜브, 캔틸레버, 나노갭 등 나노구조체를 적용한 센서는 기존 센서보다 매우 섬세한 반응으로 각종 질병이나 유해물질을 보다 빠르고 정확하게 진단할 수 있다.
정 단장은 “바이오센서와 칩 생산에 우리나라의 강점인 반도체 공정기술을 결합하면 생산 수율과 성능까지 우수한 제품을 만들 수 있다”며 “고집적형 진단센서 등 융·복합 바이오센서·칩 기술은 생명공학 전반의 연구 경쟁력을 업그레이드할 수 있는 새롭고 강력한 도구로 작용할 수 있다”고 말했다.
부산=임동식기자 dslim@etnews.com
