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| 아주대 김주민 교수팀, 휴대용 혈액분석기에 필요한 핵심원리 발견 |
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| 초저농도 DNA용액에서 입자 집속현상 발견 |
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한국에너지절약신문 
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| ▲ DNA의 탄성기반 입자 집속 현상의 모식도. (사진제공=한국연구재단) © 한국에너지절약신문 | | 마이크로 입자들이 흐르는 초저농도 디옥시리보핵산(DNA) 용액 안에서 정렬하는 현상을 국내 연구진이 발견했다. 이 같은 현상은 스마트폰 기반 휴대용 혈액분석기나 고성능 세포분석기 개발 등에 기여할 것으로 기대된다.
휴대용 혈액분석기란 적은 양의 혈액으로도 가정이나 직장에서 간편하게 스마트폰 등으로 간단한 건강상태 등을 확인할 수 있도록 하는 소형 장치이다.
아주대학교 에너지시스템학과 김주민 교수팀이 주도한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 지원하는 일반연구자 지원사업(신진연구) 등의 지원으로 수행되었고, 네이처 커뮤니케이션스지(Nature Communications) 10월 10일자 온라인 판(논문명 : DNA-based highly tunable particle focuser)에 게재되었다
집이나 직장에서 스마트폰 등으로 간단한 혈액검사를 수행하려면 미세한 채널을 따라 흐르는 혈액 속의 세포를 세거나 종류별로 분류할 수 있는 미세유체소자의 개발이 필요하다.
이 때 분석대상이 채널의 가운데를 따라 흐르지 않는 경우 분석의 정확도가 떨어져 이를 해결하기 위해 복잡한 구조의 부가적인 장치가 필요하다는 한계가 있었다.
미세유체소자란 주로 높이 100μm 이하로 구성된 미세채널에서 일어나는 유동현상을 정밀 제어하여 디옥시리보핵산(DNA), 단백질 및 세포 등을 분석할 수 있는 미세소자이다.
연구팀은 초저농도(수 ppm 농도, ppm(parts per million) : 100만분의 일)의 디옥시리보핵산(DNA)용액이 흐를 때 수 마이크론 크기(백만분의 1m)의 입자가 채널 가운데로 정렬하는 현상을 발견하였다.
특히 디옥시리보핵산(DNA)용액은 점도가 낮아 구동압력을 낮출 수 있어 소형화에 유리함에 따라 휴대 가능한 혈액분석기용 미세유체소자 개발에 기여할 것으로 기대된다.
나아가 연구진은 디옥시리보핵산(DNA)용액을 따라 흐르는 입자가 효과적으로 집속되는 이론적 근거도 제시했다.
통상의 합성고분자는 유연한 구조로 인해 탄성이 약하였으나, 디옥시리보핵산(DNA)용액은 뻣뻣하고 긴 이중나선 구조 때문에 점탄성을 강하게 띠면서 입자가 채널의 가운데로 모인다는 것이다.
이를 통해 적은 양으로도 입자집속이 가능해져 소형화와 휴대성에 기여할 수 있게 됐다.
물과 같은 통상적인 유체는 점성만 가지고 있으나, 고분자가 녹아 있는 용액은 점성 외에도 고체의 고유성질인 탄성을 동시에 갖는다.
한편 디옥시리보핵산(DNA)용액의 최대 유량도 2,000μL/hr 정도로 기존 합성고분자 용액보다 10배 가량 높아 고속처리도 가능하다.
디옥시리보핵산(DNA)의 구조적 특성으로 유속이 빠를 때도 탄성이 떨어지지 않아 집속이 가능하기 때문이다.
김 교수는 “ 디옥시리보핵산(DNA)기반 입자집속 현상은 디옥시리보핵산(DNA)의 새로운 활용방안을 제시하고 나아가 향후 소형 혈액분석기 개발을 앞당기는 데 기여할 것”이라고 밝혔다.
/ 엄재성 기자 news@energysavingnews.kr
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| 기사입력: 2013/10/14 [18:59] 최종편집: ⓒ 한국에너지절약신문 |
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