바이오다인, 정부과제 수주...나노센서 기반 폐암 진단기술 개발

바이오다인은 과학기술정보통신부가 주관하는 ‘2021년도 나노 및 소재 기술개발사업’ 중 나노커넥트 사업 부문에 선정됐다고 30일 발표했다.

나노커넥트 사업은 나노 분야 관련 원천기술을 다양한 산업 부문에서 적극적으로 연계할 수 있도록 마련됐다. 올해에는 바이오융합 분야가 우선 지원 대상이다. 바이오다인은 최연호 고려대 바이오의공학부 교수(사진 왼쪽), 김현구 고려대 구로병원 흉부외과 교수(왼쪽 두 번째), 강태욱 서강대 화공생명공학과 교수(왼쪽 세 번째), 최종훈 중앙대 융합공학부 교수(오른쪽) 등의 개별 연구팀과 산학 연계를 통해 총 22억원 규모의 신규 과제에 선정됐다.

바이오다인을 비롯한 연구팀은 광나노센서 프린팅 기술을 이용해 검출한 다중 생체표지자(바이오마커)로 머신러닝 기반 폐암진단 기술을 개발하게 된다. 바이오다인은 나노 소재를 이용한 폐암 진단 시스템의 시제품 제작을 담당할 예정이다.

그간 질병 진단에는 중합효소연쇄반응(PCR)이나 효소결합면역흡착검사(ELISA) 등의 진단 방식이 사용돼왔다. 하지만 기존 진단 방식으로는 세부 암종을 구분하거나 치료 관찰(모니터링)을 하는 데 한계가 있어 정밀 의료가 쉽지 않다는 설명이다.

연구팀은 말초 혈액 속에 포함된 ‘라만 산란광’을 검사할 수 있는 스마트 광나노센서를 개발해 질병 진단에 활용할 계획이다. 라만 산란광은 원자운동으로 흡수된 빛이 산란되면서 나오는 빛이다. 원자의 종류나 결합 상태에 따라 산란되는 빛의 종류가 달라지는 성질이 있어 ‘광학적 분자 지문’으로도 불린다.

바이오다인을 비롯한 연구팀은 나노입자 자가배열 전사기법을 활용해 다중 바이오마커 속 라민 산란광 분석 효율을 높이겠다는 구상이다. 이를 위해 표면증강라마분광학(SERS) 기반 광나노센서 연구와 다중 바이오마커 분자 지문의 통계 분석을 통한 패턴화 및 기계학습 진단 기법을 적용할 예정이다. SERS는 금속 나노 물질 주변에서 조사된 빛을 이용해 검사할 표적 물질의 라만 산란광을 증폭하는 기법이다. 연구팀은 조기진단이 어렵고 사망률이 높은 폐암을 대상으로 우선 연구한 뒤 이후 다른 질병으로 범위를 넓힐 계획이다.

회사 관계자는 “이번 과제 수주를 통해 스마트 광나노센서 진단칩 키트 개발 연구를 추진하겠다”며 “향후 광나노센서 기술을 독자기술인 ‘블로윙’ 기법과 연계해 정밀의료와 현장진료에 적용할 수 있도록 하겠다”고 말했다.

이주현 기자