대구경북과학기술원(이하 DGIST)이 바이오메디컬연구부 이윤희 선임연구원 연구팀이 복잡한 장비 없이 잉크젯 프린터처럼 간단한 방식으로 초고감도 바이오센서를 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다.이번 연구에서 연구팀은 탄소나노튜브(CNT) 기반 전계효과 트랜지스터(FET)를 활용, ‘드롭-앤-스프레드’ 잉크젯 프린팅 기법을 도입했다. 이 방식은 전극 위에 피코리터(pL) 단위의 CNT 잉크 방울을 떨어뜨리면 표면장력에 의해 잉크가 자연스럽게 퍼지면서 나노튜브가 스스로 정렬되는 원리다. 이를 통해 별도의 리소그래피나 화학기상증착(CVD) 같은 복잡한 공정 없이 균일한 소자를 제작하는 데 성공했다.제작된 소자의 72%가 원하는 형태로 완성될 정도로 안정성과 재현성을 확보했으며, 제작 공정 또한 저비용·대면적 적용이 가능해 상용화 가능성이 높다는 평가다.연구팀은 여기에 특정 분자와만 결합하는 DNA 압타머를 활용해 뇌 신경전달물질인 세로토닌을 극미량까지 감지할 수 있는 센서를 구현했다. 불과 42피코몰 수준의 미세한 양도 감지할 수 있는 민감도를 입증했으며 이는 우울증이나 파킨슨병 등 신경계 질환의 조기 진단과 실시간 모니터링에 활용할 수 있는 가능성을 보여준다.이윤희 선임연구원은 “잉크젯 프린팅처럼 간단한 방법으로도 고성능 바이오센서를 제작할 수 있다는 점에서 이번 연구의 의의가 크다”며 “향후 다양한 질병 바이오마커를 검출할 수 있는 맞춤형 고감도 센서 제작 플랫폼으로 발전시킬 계획”이라고 밝혔다.이번 연구에는 서울대학교 의과대학 강홍기 교수와 DGIST 전기전자컴퓨터공학과 석사 졸업생 신민혜·김은의, 박사후연수연구원 박수현이 공동 참여했다. 연구 성과는 국제학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’ 온라인판에 지난 6일자로 게재됐으며 Supplementary Journal Cover에도 선정됐다.
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