국내 연구진이 포도당만 선택적으로 투과시키는 적혈구 세포막을 코팅해 당뇨병 환자의 혈당측정 오차를 획기적으로 줄인 바이오 혈당센서를 개발했다. 이 센서가 상용화되면 개인용 혈당측정기의 오차가 기존의 최대 28.2%에서 2.6%로 줄어 당뇨병 환자의 정확한 혈당 관리에 도움을 줄 것으로 기대된다.
15일 한국연구재단에 따르면 고려대 바이오의공학부 윤대성·이규도 교수팀은 기존 혈당센서에 적혈구 세포막을 코팅해 혈당측정 오차를 크게 줄인 바이오 센서 기술을 개발하고 이를 검증한 논문을 분석화학 분야 저명 국제학술지 ‘바이오센서 & 바이오일렉트로닉스’에 발표했다.
연구팀이 기존 혈당센서에 적혈구 세포막을 200나노미터(㎚, 1㎚는 100만분의1㎜) 두께로 코팅했더니 혈당(혈액내 포도당의 양) 측정 최대 오차가 2.6%로 기존 센서의 28.2%보다 크게 낮았다. 코팅한 세포막에 에너지를 만드는 데 필요한 포도당만 선택적으로 통과시키는 포도당 수송체가 있어 정확한 혈당 측정을 방해하는 비타민C·갈락토스·요산의 간섭을 차단한 덕분이다.
윤 교수는 “혈당센서에 정제된 적혈구 세포막을 코팅하는 비용이 저렴하고 기존 폴리머 코팅 센서보다 내구성도 우수해 상용화 전망이 밝다”며 “국내·국제특허를 출원했으며 논문 발표를 계기로 국내외 업계에 기술이전을 추진할 계획”이라고 말했다. 그는 또 “세포막의 선택적 투과성을 잘 활용하면 질병진단용 바이오센서, 약물전달시스템, 조직공학 분야에도 적용할 수 있을 것”이라고 전망했다.
효소와 포도당의 전기화학적 반응을 이용한 기존 혈당센서는 음식물·약물 복용으로 생긴 비타민C·갈락토스·요산 등의 간섭으로 정확도가 떨어지는 경우가 많다. 일정한 크기 이하의 물질만 통과시키는 다공성(多孔性) 폴리머를 센서에 코팅하거나 전기적 반발력을 이용해 반투과성 막을 만드는 방법을 써도 혈액에는 포도당과 크기·분자구조가 비슷한 물질이 적잖아 정확도를 높이는 데 한계가 있었다.
연구팀이 실험을 해보니 기존 혈당센서는 비타민C·갈락토스·요산의 농도에 따라 최대 28.2%의 측정 오차가 발생했다. 8시간 공복혈당이 100㎎/㎗ 미만이면 정상, 100~125㎎/㎗이면 당뇨병 전단계, 126㎎/㎗ 이상이면 당뇨병으로 보는데 28%의 오차면 당뇨병 환자의 혈당이 정상 또는 당뇨병 전단계로 떨어졌거나 160㎎/㎗ 이상으로 치솟았다고 오판할 수 있다. 이는 인슐린·혈당강하제의 적절한 투여를 방해한다.
/임웅재기자 jaelim@sedaily.com
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