KAIST(한국과학기술원)는 전자전산학과 최양규(崔梁圭.41) 교수팀이 반도체 트랜지스터를 이용, 생체 분자를 검출하는 새로운 바이오센서 개발에 성공했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 세계적 학술지인 `네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology) 인터넷판에 실려 25일 발표됐다.

최 교수팀이 개발한 바이오센서는 일반적인 트랜지스터 구조에 나노미터 크기의 나노갭(nanogap)을 형성, 그 내부의 유전율 변화를 이용해 생체 분자를 검출하는 원천기술이다. 일반 전자소자인 트랜지스터가 훌륭한 바이오센서가 될 수 있다는 사실을 국내 연구진이 실험적으로 입증한 것이다.

나노갭은 두 개의 물체가 나노미터(10억 분의 1미터) 간격 만큼 사이를 두고 마주보고 있는 평판형 전극 구조를 말한다.

이 기술은 생체 분자 크기에 맞춘 나노갭 사이에 분자를 고정시켜 검출하는 방식으로 민감도가 기존 바이오센서보다 월등한 것으로 평가받고 있다. 또 기존 반도체 트랜지스터 구조를 이용하기 때문에 반도체 공정 및 구조와 유사해 저렴한 비용으로 대량 생산이 가능한 것이 특징이다.

현재 상용화된 바이오센서는 주로 형광물질의 빛의 강도변화, 나노자성체를 이용한 자장변화, 생체 분자의 표면공명도 변화를 측정, 검출하는 방식이다. 이는 사전에 `표식공정'(labeling process) 과정을 거치게 돼 시간과 비용이 많이 드는 단점이 있다.

이번 새로운 바이오센서는 민감도가 높은 전자를 이용, 생체 분자를 검출해 표식공정이 필요 없고 고가의 검출장비 없이도 신속한 분석이 가능하다고 최 교수팀은 설명했다.

이 기술은 DNA 염기서열 분석, 암진단 및 병원균 식별의 항원-항체 반응 연구, 맞춤형 신약 개발 등에 광범위하게 활용할 수 있다.

또 IC(Integrated Circuit)칩과 호환성을 갖고 있어 시스템온어칩(System-On-a-Chip) 및 랩온어칩(Lab-On-a-Chip)기술과 융합하면 휴대용 자가 진단 기기, 유비쿼터스 진단 장치에 사용이 가능한 핵심기술이다.

이에 따라 IT 핵심 기술인 반도체 기술에 BT기술인 바이오센서를 접목, 반도체 응용분야를 바이오 영역까지 넓힐 수 있을 것으로 기대된다.

최 교수는 "세계 최고 수준의 반도체 가공 기술을 갖고 있는 국내 기술 환경과 미래 신성장 동력원을 찾고 있는 반도체 업계의 상황을 고려할 때 이 기술이 국내 반도체 업계가 나아갈 새로운 방향을 제시할 수도 있을 것"이라며 "앞으로 심장병, 암진단, 병원균 진단 단백질 검출 등 실용화 기술을 계속 개발할 계획"이라고 말했다. (끝)

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