성균관대 연구팀, '뇌척수액 누출' 정밀 진단 바이오센서 개발

삼성서울병원 류광희 교수팀과 공동 연구 수행

향후 응급 현장용 신속 진단기기로 발전 기대

[서울=뉴시스] (위, 왼쪽부터) 제1저자 성균관대 김치현 박사, 조원준 박사과정, 장다영 석사, (아래, 왼쪽부터) 교신저자 삼성서울병원 류광희 교수, 박주형 성균관대 박사, 박진성 교수. (사진=성균관대 제공) 2026.10.06. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 성균관대학교 박진성 바이오메카트로닉스학과 교수 연구팀이 머리 수술이나 외상 뒤 발생할 수 있는 '뇌척수액누출'을 빠르게 정밀 진단하는 고감도 전기화학 바이오센서를 개발했다.

6일 성균관대에 따르면 이번 연구는 박 교수 연구팀과 삼성서울병원 이비인후과·두경부외과 류광희 교수팀의 공동 연구로 수행됐으며, 연구 성과는 학술지 '케미컬 엔지니어링 저널'에 게재됐다.

뇌와 척수를 감싸며 충격을 흡수해 주는 맑은 액체인 '뇌척수액'은 머리를 다치거나 뇌 수술 후에 두개골 틈으로 새어 나와 코나 귀로 흘러내릴 수 있다. 이를 방치하면 뇌수막염 등의 치명적인 감염으로 이어질 수 있다.

뇌척수액 누출을 진단하는 핵심 물질은 '베타(β₂)-트랜스페린'이라는 단백질이다. 일반 트랜스페린과 몸체는 닮았지만, 꼬리에 달린 '시알산'이라는 특정 당이 떨어져 나간 모양을 띤다.

전체 모양만 인식하는 기존 면역 검사법은 당이 빠진 단백질을 뚜렷하게 구별하지 못하고, 정밀 분석 장비는 오랜 시간이 걸리고 다루기 까다로워 응급 현장에서 사용하기 어려웠다.

연구팀은 '당이 빠져나간 빈자리'에서 실마리를 찾았다. 특정 효소가 정상 단백질에는 반응하지 않고 누출 단백질의 빈자리에만 결합해 신호를 내뿜는 원리를 활용해, 이 반응을 전기 신호로 증폭시키는 방식을 적용했다.

여기에 미세 신호도 크게 잡아내는 '금 나노구조 전극' 기술을 접목해 센서 성능을 극대화했다. 센서는 혈액이나 체액 같은 복잡한 환경에서도 표적 물질을 0.135㎍/㎖의 극미량까지 찾아냈다.

특히 실제 환자의 뇌척수액 시료를 검증한 결과, 기존 분석법과 높은 상관관계를 보이면서도 검사 시간을 95분 이내로 대폭 줄였다.

이어 소형 휴대용 측정기와의 결합 실험에도 성공해 침상 옆에서 즉시 결과를 확인하는 '현장 진단' 가능성을 입증했다.

박 교수는 "추가 임상 검증을 거쳐 응급 현장용 신속 진단기기로 발전시키는 것은 물론, 단백질 당화 변화와 관련된 다양한 난치성 질환 진단 플랫폼으로 영역을 넓혀 나가겠다"고 전했다.


◎공감언론 뉴시스 yein020528