채혈 않고 '땀'으로 대사 분석…KAIST, 웨어러블 센서 개발

정기훈 교수 연구팀 '스마트 패치'

(왼쪽부터) 전재훈 박사과정, 정기훈 교수. 사진제공=KAIST

한국과학기술원(KAIST)은 바이오·뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 채혈 없이 땀으로 몸 속 대사산물을 실시간 분석할 수 있는 웨어러블 센서 ‘스마트 패치’를 개발했다고 7일 밝혔다.

연구팀이 개발한 센서는 피부에 직접 붙이는 방식의 얇고 유연한 패치다. 땀을 모으는 미세한 통로와 함께 빛을 이용해 땀 성분을 정밀 분석하는 초미세 광학 센서인 나노플라즈모닉 구조로 구성된다. 빛을 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 수준에서 조작해 분자의 성질을 읽어낼 수 있으며, 머리카락보다 가느다란 미세 유체 통로를 통해 땀을 정밀하게 제어한다. 패치 내부에는 6~17개의 저장공간이 있어 운동 중 분비되는 땀이 순차적으로 각 챔버에 채워지는데, 이를 통해 땀 속 미세 유체 구조로 설계돼 있다.



연구팀은 패치를 실제 인체에 적용해 운동할 때 나오는 땀을 분석해 시간에 따라 달라지는 땀 성분의 변화를 연속적으로 추적하는데 성공했다. 기존 기술은 두 가지 정도 성분만 검출할 수 있었지만 이번 연구를 통해 요산, 젖산, 티로신 등 대사·운동·질환과 관련된 중요한 체내 지표인 세 가지 대사 물질을 정량적으로 분석하고, 이 대사 물질 농도가 운동과 식단에 따라 어떻게 달라지는지 확인했다.