사람이 호흡할 때 내뱉는 날숨만으로 폐암이나 당뇨 등 각종 질병을 진단할 수 있는 바이오센서 기술이 나왔다.
김일두 카이스트(KAIST) 신소재공학과 교수(사진) 연구팀은 사람의 날숨에 있는 극미량의 특정 가스 농도를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있는 센서 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이 기술을 이용하면 혈액 검사나 자기공명영상(MRI) 촬영을 하지 않아도 저렴하게 질병을 진단할 수 있다.
사람의 날숨에는 다양한 유기화합물 가스들이 들어 있는데 이 중 일부 가스는 질병과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려졌다. 예를 들어 아세톤은 당뇨병 환자의 날숨에서, 톨루엔은 폐암 환자의 날숨에서 농도가 높다.
이러한 특정 가스 함유량을 정확하게 분석한다면 여러 질병을 간단하게 진단할 수 있다. 그러나 이들 가스의 함유량은 극히 미미해 선택적으로 검출하는 데 한계가 있었다.
연구팀은 날숨에 포함된 수백 종류의 가스 중 질병과 관련된 특정 가스만 선택적으로 검출할 수 있는 고성능 촉매 기술을 개발했다. 이 기술을 나노 섬유 형태의 센서 소재에 적용해 초소형 바이오센서를 만들었다. 특히 연구팀이 이번에 개발한 센서는 스마트폰이나 스마트워치 등 모바일 디바이스에 적용할 수 있다.
김일두 교수는 "이번에 개발한 센서를 모바일 디바이스에 적용하면 질병 유무를 개인이 지속적으로 모니터링할 수 있다"며 "뿐만 아니라 대기오염 분석이나 실내 공기질 분석 등 가스 센서와 관련된 사물인터넷(IoT) 제품과 융합해 새로운 시장을 열 것으로 기대된다"고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업의 지원으로 이뤄졌으며 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 '스몰(Small)'지 최신호 표지 논문에 게재됐다.