암과 같은 질병의 조기 진단 및 재발 진단에 활용할 수 있는 바이오센서가 개발돼 관심이 쏠린다.　DGIST(총장 손상혁)가 신물질과학전공 김철기 교수 연구팀이 거미집을 모방한 자성(磁性) 패턴을 활용해 기존의 바이오센서보다 감지속도가 20배 빠른 바이오센서 플랫폼을 개발했다 밝혔다.　바이오 진단 센서의 감지 능력은 센서의 분해능과 진단하고자 하는 분자의 이동 및 반응 결합속도에 의해 결정된다. 국내외 많은 연구그룹들이 나노소재 개발을 통해 분해능을 향상시켜왔지만, 확산에 의해 센서에 도달하는 분자의 이송속도가 느려 센서의 감지능력 향상에 한계가 있었다.　김철기 교수 연구팀은 확산에만 의존하는 경우 단백질, DNA 등 바이오 분자의 이동이 느리다는 단점을 해결하기 위해 자기장을 이용했다. 바이오 분자에 초상자성입자 라벨을 부착하고 외부자기장을 사용해 바이오 분자의 이동을 쉽게 제어하고 이를 초고감도 자기센서로 감지할 수 있게 했다.　연구팀은 거미집 모양의 미세 자성 패턴을 활용한 새로운 바이오센서 플랫폼을 개발해 초상자성입자가 부착된 바이오 분자를 센서로 모으는 방법으로 저밀도의 바이오 분자 포집 능력을 증가시켜 바이오센서의 감지 능력을 향상시켰다.　논문의 제1저자로 참여한 DGIST 신물질과학전공 임병화 박사과정 학생은 "초상자성입자가 바이오센서의 중심을 향해 움직이도록 설계된 거미집 형태의 미세 자성 패턴과 고감도 바이오센서를 플랫폼에 배열했다"며 "거미집 모양의 자성 패턴에 회전자기장을 가하면 초상자성입자가 부착된 바이오 분자가 센서로 빨리 모이게 할 수 있는데 그 이동 속도가 빨라 확산에 의한 방법보다 20배 빠르게 감지할 수 있다"고 바이오센서 플랫폼에 대해 설명했다.　또 연구팀은 바이오센서 플랫폼을 활용해 감지 영역으로부터 먼 거리에 있는 초상자성입자가 결합된 바이오 분자를 모니터링하는데 성공했으며 초상자성입자가 운송을 위한 바이오 분자 운반자 역할을 할뿐만 아니라 센서에 바이오 분자가 있음을 표시하는 표지역할을 한다는 사실도 밝혔다. 　DGIST 신물질과학전공 김철기 교수는 "기존의 바이오센서는 확산에만 의존해 센서가 저밀도의 바이오 분자를 감지하는데 시간이 많이 걸리고 감지효율이 떨어졌다"며 "자기장 기반 바이오센서 플랫폼은 바이오 분자의 포집 능력을 향상시키고 바이오 분자 이동 속도와 감도를 증가시켜 암과 같은 질병의 조기 진단과 재발 진단에 활용할 예정이다"고 말했다.　이번 연구 결과는 미래창조과학부 글로벌프론티어사업 바이오나노헬스가드연구단과 미래창조과학부 해외우수기관유치사업 플라즈마바이오과학연구센터의 지원을 받아 수행됐다. 연구는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 '엔피지 아시아 머티리얼즈(NPG Asia Materials)' 지난 3월31일 온라인판에 게재됐다. 김범수 기자