'소변·타액'으로 당뇨병 진단하는 '자가진단 키트' 개발...채혈 필요 없어

(내외방송=정지원 기자) 당뇨병을 '소변'과 '타액'으로 신속하고 정확하게 판별할 수 있는 '자가진단 키트'가 개발됐다.

이 기술은 채혈이 필요없는 '비침습 방식'으로 통증이나 감염, 출혈 없이 검사가 가능해 당뇨병의 자가 진단 및 합병증 예방에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

한국기초과학지원연구원(이하 KBSI)은 4일 "소재분석 연구부 최종순·한도경 박사 연구팀이 혈액 외에 '소변'과 '타액' 등 다양한 체액 검체를 활용해 당뇨병을 효과적으로 판별할 수 있는 '비침습적 자가진단 키트'를 개발했다"고 밝혔다.

당뇨병은 인슐린 분비에 문제가 있어 정상적인 기능이 이뤄지지 않아 높은 혈당 수치가 오랜 기간 지속되는 대사질환이다.

비정상적으로 높아진 혈당은 전신의 미세혈관과 장기 조직을 손상시켜 ▲당뇨병성 말초신경병증 ▲망막병증 ▲신장질환 ▲동맥경화 ▲뇌졸중 등 다양한 합병증을 일으킨다.

이 때문에 체내 당 수치를 측정해서 당뇨병을 조기 진단하고, 매일 정상 수준의 당 수치를 '스스로' 관리하는 것이 매우 중요하다.

현재 개인의 혈당관리 방법으로 손가락에 바늘을 찔러 나오는 혈액을 통해 혈당 수치를 분석하는 '침습 방식'이 널리 사용되고 있다.

이 방법은 사용이 간편하다는 장점이 있지만, 혈당 수치를 관리하기 위해 하루에 2~4회 정도 실시하는 과정에서 '채혈 스트레스'가 단점으로 지적됐다.

잦은 채혈로 인한 통증과 감염 등이 영유아와 노약자, 중증환자에게는 부담스럽게 느껴지고, 사용이 제한적이다.

이 단점을 개선하기 위해 KBSI 최종순·한도경 박사 연구팀은 소변과 타액에 매우 적은 양으로 존재하는 당도 민감하게 검출할 수 있는 방법을 개발했다.

당을 뛰어나게 검출하기 위해 효소모사촉매 활성(자연계 효소를 모사해 이와 유사한 촉매활성을 가지도록 합성)을 가지는 '백금 나노-고분자 기능성 복합소재(PtNZ-Hydrogel; PtNZHG)'를 개발했고, 간편한 자가진단을 위한 독창적인 검출 디바이스 구조를 설계했다.

이번에 개발된 자가진단 키트는 '플라스틱' 기반의 변색센서로, 친수성 성질이 다른 플라스틱 소재를 교차시켜 쌓아 주입구에 담긴 체액이 효과적으로 통과할 수 있도록 3차원 입체구조로 설계됐다.

이 키트를 통해 혈액과 소변, 타액에 존재하는 당을 '15분' 이내에 손쉽게 검출할 수 있게 됐다.

KBSI 한도경 박사는 "이번 연구는 비침습적 당 분석이 필요한 환자에게 유용하게 쓰일 것"이라며 기대했고, 최종순 박사는 "이 키트를 질병 조기 진단에 활용할 수 있어 합병증 등의 예방에도 크게 활용될 수 있을 것"이라고 전했다.

이번 연구 성과는 KBSI 생물재난 분석기술개발 사업의 지원으로 진행됐으며 분석기기와 장비 분야에서 세계적 권위를 가진 학술지 'Senors and Actuators B: Chemical'에 논문명 'Platinum nanozyme-hydrogel composite(PtNZHG)-impregnated cascade sensing system for one-step glucose detection in serum, urine, and saliva, IF=7.46, JCR 상위 4.69%, 박주성(제1저자), 최종순(공동교신저자), 한도경(공동교신저자)'로 게재됐다.