이웃집과학자

컴퓨터의 등장으로 '종이'는 사라질 것이라는 예측이 많았습니다. 하지만 종이는 자리를 굳건히 지키고 있으며 더 다양한 역할을 감당하고 있는데요. 최근에는 종이를 이용해 당뇨, 신장 이상, 뇌질환 등의 질병을 진단할 수 있는 기술이 개발됐다고 합니다.

서강대학교 화학과 신관우 교수와 권오선 연구교수 연구팀은 일반 잉크젯 프린터를 이용해 종이 위에 프린터해 쓸 수 있는 전자칩을 개발했습니다. 연구 결과는 2014년 3월 16일 자 국제 학술지 <어드밴스드 머티리얼스 테크놀로지(Advanced Materials Technologies)> 표지 논문으로 실렸습니다.

기존 전자 진단칩은 실리콘 같은 전자칩 기판을 사용합니다. 신관우 교수 연구팀은 일반 종이나 재생 종이를 이용했습니다. 전기가 통하는 '전도성 잉크'가 있었기 때문입니다. 신관우 교수 연구팀은 전도성 잉크를 이용해 혈액 등 미량의 물방울을 일반 인쇄용지 위에서 전기로 움직일 수 있는 기술을 개발했습니다. 전도성 잉크로 종이 위 액체의 이동과 혼합, 화학반응 등이 이뤄질 수 있는 유체칩을 인쇄한 거죠.

필요한 시약을 섞거나 반응할 수 있도록 사전에 프로그램을 입력하고 인쇄된 종이칩에 전기장이 흐르게 하는 원리라는데요. 종이 칩과 블루투스로 스마트폰 애플리케이션을 연결해 당뇨, 신장 이상, 뇌질환 등 다양한 질병을 진단할 수 있습니다. 한 방울의 혈액으로 3가지 이상의 질병을 파악할 수 있다고 하네요. 신관우 교수의 설명 함께 들어보시죠.

당시 신관우 교수는 "고가의 장비 없이 종이, 재생지를 이용해 가정용 프린터로 수천 개의 칩을 손쉽게 만들 수 있다"면서 "앞으로 개인 맞춤형 의료 서비스, 바이러스·박테리아 검출을 위한 현장 진단기기 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다"고 말했죠.

신 교수는 <이웃집과학자>와의 인터뷰에서 "현재 전처리 작업이 종이 위에서 자동으로 이뤄지도록 각각의 모듈 테스트가 모두 완료되었다"고 말했습니다. 여기서 전처리 작업은 질병 진단을 위한 혈액, 혹은 오염 물질 탐지를 위한 시료 등을 진단, 분석하기 위한 과정입니다.

이를 하나의 통합적 형식으로 만드는 작업을 하고 있다는데요. 질병의 종류와 처리 방법, 절차 등이 천차만별이기 때문이라고 하네요. 현재는 몇개의 표준적인 방법에 따른 신뢰성 결과를 반복하고 있다고 합니다.

사실 종이칩을 제작하고 프린터로 출력할 수 있는 핵심 잉크는 이미 상용화 되었다고 합니다. 정말 누구나 종이 칩을 만들 수 있는데요. 하지만 의료용 진단장비 상용화 작업은 아직 진행 중이라고 합니다. 실제 진단기기의 상용화는 임상과 검증 등 절차에 많은 시간과 표준화 작업이 필요하기 때문인데요. 기술적인 부분은 대부분 완성되었지만 최소 1~2년은 걸린다고 합니다.