- 화공생물공학전공 박성영 교수, 이기백 교수 연구팀

- 시각, 촉각 및 스마트폰으로 암세포를 찾아낼 수 있는 센서 활용 기대

한국교통대학교(총장 박준훈) 화공생물공학전공 박성영 교수(제1저자 원현정 석사)와 이기백 교수 연구팀이 암세포에 존재하는 활성산소와 탄소양자점의 반응에 의한 하이드로겔이 스스로 복구하는 자가 치유 능력, 접착력 증가 및 전도도 변화에 의하여 암세포를 간편하게 진단할 수 있는 신개념 무선 센싱용 하이드로겔 소재를 개발했다.

이 연구 성과는 한국연구재단 2018년 이공분야 대학중점연구소사업 및 2020년 기초연구사업(중견연구자)의 지원으로 수행되었으며, 미국화학회(ACS)가 발행하는 국제학술지 'ACS 나노(Impact Factor 14.588)' 최신호에 게재되었다.

연구팀은 암세포에서 고농도로 존재하는 활성산소에 의하여 분해되는 특성이 있는 탄소 양자점-하이드로겔을 제작하였으며, 암세포와 정상세포에서 하이드로겔의 우수한 선택적 센싱 특성을 확인하였다.

특히, 암세포 진단을 위해 기존 고가 장비를 활용하지 않고, 세포의 종류 및 농도에 따른 하이드로겔의 스스로 복원되는 자가치유 특성, 접착력 유/무을 이용하여 시각과 촉각으로 암세포를 진단할 수 있으며 전기 저항 변화를 통해 스마트폰으로 간편하게 실시간 모니터링을 할 수 있다는 큰 장점이 있다.

활성산소는 암을 포함하여 노화, 만성 염증, 심근경색 등 수 많은 질병과 연관관계를 갖고 있어, 이 연구에서 개발된 본 소재를 활용할 경우 수술 및 치료과정에서 짧은 시간 내에 다양한 질환의 발생 유/무를 확인할 수 있다. 따라서 향후 질병 진단용 무선 센싱 하이드로겔은 바이오 및 헬스케어 등 다양한 4차산업 분야에서 매우 큰 활용성이 기대된다.

박성영 교수는 “암세포 진단에서 하이드로겔을 활용하여 시각, 촉각 및 무선 센싱 소재를 개발한 첫 번째 연구 보고”라며, “향후 관련 기술이 활성산소와 관련된 질환을 손쉽게 진단할 수 있는 개인맞춤형 진단 센서 소재에 적용될 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

한국교통대학교 박성영 교수는 2020년 대주 학술상 (주관 한국공업화학회), 2019년 과학기술정보통신부 장관 표창, 2017~2019년 한국교통대학교 펠로우를 최근 수상하였다.