체액 속 신경전달물질 측정 센서 개발…"정신질환 진단 기대"

KIST 정영도·이관희 연구원팀…국제학술지 '화학공학 저널' 최신호 실려

체액 속 정신질환과 연관된 신경전달물질을 고감도로 측정하는 센서가 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 생체분자인식연구센터 정영도, 이관희 책임연구원팀이 체액에서 신경전달물질을 구분하고 정확한 양을 측정할 수 있는 바이오센서를 개발했다고 14일 밝혔다.

도파민, 세로토닌 같은 체액 내 신경전달물질의 불균형은 정신질환 발병의 직·간접적 원인으로 알려져 있다.

예를 들어 우울증 환자에게는 세로토닌이, 파킨슨병 환자에게서는 도파민이 낮은 농도로 관찰되는 식이다.

이를 측정하면 정신질환을 조기에 진단할 수 있을 것으로 기대되나, 신경전달물질은 분자량이 매우 작고 화학구조도 대부분 비슷해 기존 소형 전기신호 센서로는 구분과 측정이 거의 불가능했다.

연구팀은 신경전달물질을 흡착할 수 있는 다공성 재료인 전도성 금속-유기물 골격체(MOF)를 필름 형태로 제작해 전기신호 센서에 장착함으로써 신경전달물질 검출이 가능하게 했다.

신경전달물질마다 크기, 전하 세기, 화학결합 친화도가 조금씩 달라 MOF에 붙는 정도가 달라지면서, 이에 따라 달라지는 전기 신호 패턴으로 물질 종류와 양을 구분하는 방식이다.

연구팀이 개발한 센서는 체액과 같은 환경에서도 도파민, 세로토닌, 에피네프린, 노르에피네프린 등을 정확히 구분하고 물질의 양도 측정하는 데 성공했다.

연구팀은 "추후 임상 중개 연구로 확장해 추가 정밀검사가 필요한 대상을 스크리닝할 수 있는 검진기술로 개발할 예정"이라고 말했다.

이번 연구결과는 국제학술지 '화학공학 저널' 최신 호에 실렸다.

/연합뉴스