한국기계연구원 김관오 선임연구원 연구팀과 세종충남대학교병원 이윤주 교수 연구팀은 고체 생체 시료를 빠르게 분쇄해 균질한 액상 시료로 바꿀 수 있는 전처리 시스템을 개발했다고 29일 밝혔다.

체외진단 시스템 등 액체 기반 분석 장비에 고체 생체 시료를 적용하기 위해서는 균일한 액상 상태로 빠르게 전환하는 전처리 과정이 필수적이다.

연구팀은 반대 방향으로 회전하는 트윈 스크류(twin-screw) 구조를 적용, 강한 전단력(어긋나는 방향으로 작용하는 힘)을 통해 고체 시료를 1분 안에 유화·균질화할 수 있는 초소형 고속 전처리 시스템을 개발했다.

기존 전처리 기술은 장비 부피가 크고 처리에 수십 분 이상 걸리는 데다 균질화를 위해 별도의 화학약품이 필요해 현장에 적용하는 데 어려움이 있었다.

이번 기술을 이용하면 별도 화학 처리 없이 고체 시료의 분쇄, 균질화, 회수까지 전 과정을 단일 장치 내에서 연속적으로 수행할 수 있어 현장진단(POC)이 가능하다.

실제 동물 조직, 식물체, 채소류 등 다양한 시료에 대해 우수한 전처리 효율과 높은 시료 회수율을 입증했다.

김관오 선임연구원은 "전력 공급이 어려운 환경에서도 사용할 수 있도록 수동형 장치를 개발, 응급 진단·농업 병해 진단·식품 검사 등에 활용할 수 있을 것"이라고 기대했다.

이번 연구 성과는 영국 왕립화학회가 발행하는 국제 학술지 '애널리스트'(Analyst) 지난 21일자 표지논문으로 실렸다.