치매 등 뇌 신경 질환 질병을 일으키는 몸속 원인물질을 10억배 정밀하게 검출할 수 있는 기술이 국내 연구진을 통해 개발됐다.
연구팀에 따르면 대역확산 분광기술과 표면증강 라만분광법을 접목시킨 해당 기술은 별도의 형광 표지 없이도 도파민·세로토닌·아세틸콜린·가바·글루타민 등 5종의 신경전달물질 검출이 가능하다.
카이스트(KAIST) 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀은 통신 분야의 대역 확산기술(CDMA)을 라만 분광 검출법에 적용, 기존 신경 전달 물질 검출 기술의 한계를 극복했다고 15일 밝혔다.
라만 분광법(Raman spectroscopy)은 특정 분자에 레이저를 쏘고, 분자 전자의 에너지준위 차이만큼 에너지를 흡수하는 현상을 통해 분자 종류를 알아내는 방법이다.
알츠하이머병, 파킨슨병, 우울증 등의 뇌 질환은 뇌세포에서 만들어지는 신경전달물질이 적절히 분비되지 않거나 불균형을 일으켜 발생하는 질병이다. 알츠하이머병 환자들은 신경전달물질 가운데 아세틸콜린이 부족하거나 글루탐산염이 높은 특징이 있다.
이같은 질환을 조기 진단하기 위해서는 신경전달물질 농도 변화의 정밀한 관찰이 중요한데, 생체 내 극소량의 농도로 존재해 검출이 어렵다.
연구팀은 해당 문제 해결을 위해 통신 분야의 CDMA(코드분할다중접속기술)를 생체 분자 검출에 적용해 잡음 신호를 제거하고 표적 생체 분자 신호만 고순도로 복원했다.
정기훈 교수는 이번 성과를 통해 생화합물 검출, 바이러스 검출, 신약평가분야 등에 활용할 수 있을 것으로 내다봤다.
정 교수는 “이번 연구를 바탕으로 휴대용으로 소형화를 진행할 시 낮은 비용으로 무표지 초고감도 생체분자 분석과 신속한 현장 진단이 가능해질 것”이라고 말했다.
