병원체의 현장 신속 진단을 위한 휴대용 소형 형광 면역진단 기기개발에 매우 유용한 형광 신소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

원광대학교 박현ㆍ김학성 교수 연구팀이 진행한 이번 연구는 교육과학기술부와 한국연구재단이 추진하는 ‘공공복지안전연구사업’의 지원을 받아 수행됐다.

연구결과는 과학 분야에서 권위 있는 학술지인 미국 ‘플러스원지(PLoS One)’11월호에 게재되었으며, 우리나라 과학자가 원천 기술을 보유한 형광 신소재에 대해 국내외 학술지에 발표하기는 이번이 처음이다. (논문명 : Development of a novel fluorophore for real-time biomonitoring system)

박현ㆍ김학성 교수 연구팀은 LED 광원 파장대역을 이용하는 형광 신소재를 개발하고, 이를 이용해 인수공통감염병인 말라리아나 신종인플루엔자 등을 진단하는데 성공했다.

이번 연구는 기존 형광 면역진단에 사용되던 선진국 원천 소재인 프탈로사이아닌(Phthalocyanine)의 단점인 제한된 광원(Laser diode)과 낮은 민감도(Low signal to noise ratio)를 극복하고 무엇보다도 진단 결과의 정량화 및 수치화를 현실적으로 실현하기 위해 새로운 형광 신소재를 개발하는 방향으로 진행됐다.

연구팀은 코마린계 형광체를 신규 합성하는데 성공했으며,(국내·외 특허 출원 및 등록) 개발된 신규 형광체는 단클론항체(Monoclonal antibody)와 축합 후에 발광 스펙트럼의 쉬프트(shift)가 일어나 흡광과 발광 스펙트럼의 분리가 더 뚜렷해지고, 그로 인해 형광 시그널의 감지가 더 뚜렷해지는 특성을 규명했다.

또한, 개발된 신규 형광체 이용 시 진단 민감도 또한 기존 면역크로마토그래피법 기반 Rapid kit에 주로 사용돼 온 콜로이드 골드(colloidal gold) 보다 100배 더 높아진다는 것을 발견했다.

아울러 개발된 신규 형광체를 이용해 말라리아 및 신종인플루엔자 환자의 임상 샘플을 진단한 결과 개선된 진단 민감도와 진단 특이도를 얻을 수 있었고 국내·외 특허 출원 등록했다.

박현ㆍ김학성 교수 연구팀은 “이번 연구는 100% 국내 기술력으로 형광 원천 신소재를 개발한 연구로 병원체 진단 특이적 항원 및 항체만 확보된다면 다양한 인수공통감염병의 진단에 활용이 가능한 기반 소재를 개발한 것”이라며 “이번 형광 신소재의 개발은 향후 현장에서 신속하게 수집된 정량적인 진단 결과를 의료전용 네트워크를 통해 중앙 집중적으로 취합·분석·모니터링 할 수 있는 통합 관리 시스템 개발의 초석으로서 이를 통해 인수공통감염병에 보다 스마트하게 대응할 수 있을 것”이라고 밝혔다.