한빛사 인터뷰
- 등록2023-02-24
- 조회1,214
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 연구의 목적은 현장검사(POCT; Point of care testing)용 체외진단의료기기(IVD; In-vitro Diagnostics)에 적용할 수 있는 진단용 바이오센서의 개발입니다.
현장검사는 중앙화된 별도의 검사실에서 검사를 진행하지 않고 환자가 있는 장소에서 바로 진단을 수행하는 것을 의미합니다. 현장검사는 증상이 의심될 때 환자 곁에서 질병의 유무를 바로 진단할 수 있어서, 기존의 검사 시스템과 달리 현장에서 수분 이내 검사가 가능하고, 장소에 제약받지 않는다는 큰 장점을 가지고 있습니다. 최근의 의료제도 또한 의료인에서 환자 중심으로 변해가면서 현장 검사형 체외진단 의료기기에 대한 수요가 높아지고 있어, 관련 의료기기에 탑재될 수 있는 다양한 바이오센서 개발이 요구되고 있으며 이러한 현장 검사형 체외진단 의료기기는 환자의 질병을 바로 진단해야 하므로 신속하고, 정확하게 측정되어야 합니다. 또한 현장에서 사용되는 만큼 사용성이 편리해야 하고, 소형화되어야 합니다. 그러나 최근까지 개발된 현장 검사형 체외진단 의료기기는 탑재되는 진단 바이오센서의 기술적 한계로 인해, 검체 희석과 혼합 등의 전처리 과정을 요구하고 있어 신속하고 편리하게 진단하는데 제약이 있었습니다.
본 연구팀은 이러한 문제를 개선하기 위해, 검체 희석과 혼합 전처리 과정 없이 쉽고 간단하게 측정할 수 있는 염증 모니터링용 바이오센서를 개발하였습니다. 염증 검출 항체(C-reactive protein, CRP)가 접합된 탄소 나노입자 기반의 센싱 소재와 유리항체(Free antibody)를 이용하여 간섭 물질 작용(Interference effect)과 후크효과(Hook effect)를 방지함으로써 측정 정확도를 높였습니다. 종래의 기술들이 전처리 과정으로 측정 정확도를 높였다면, 이 기술은 전처리 과정이 필요 없는 것이 특징입니다. 또한 높은 용해도와 함께 단반응으로 측정할 수 있는 고체 형태의 바이오센서로 구현하였기 때문에, 종래의 시약 혼합 과정 없이 검체만 첨가하여 바로 측정할 수 있습니다. 이러한 장점은 종래의 체외진단 의료기기를 보다 초소형화 할 수 있는데 활용될 것으로 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 인천재능대학교 송도바이오생명과 박성하 교수 연구팀, 고려대학교 생명공학과 황광연 교수 연구팀이 공동으로 수행하였습니다. 제가 소속된 인천재능대학교 송도바이오생명과는 신생학과로서 교수님들과의 소통을 매우 중요하게 생각하고 있습니다. 실험실도 그것에 맞게 기능별로 13개의 실험실을 디자인되어, 공동으로 활용할 수 있는 시스템으로 구축하였습니다. 이곳에서 의약과 진단 영역에서 활용될 수 있는 바이오의약품 개발용 세포주 개발, 공정혁신법 개발, 임상시험 분석법 및 바이오 센서 개발 등 다양한 연구 개발을 수행하고 있습니다.
[인천재능대학교 Bio Lab.]
고려대학교 생명공학과 황광연 교수 연구팀은 주로 X-선 결정학(X-ray crystallography)을 이용해 단백질의 3차원 구조를 규명하고 다양한 생화학 분자생물학적 실험을 통하여 단백질의 구조와 기능 사이의 상관관계를 이해하는 연구를 수행하고 있으며 최근에는 응용연구에 관심을 가지고 바이오의약품 관련 연구 및 백신 기초 연구에 공동연구를 진행하고 있습니다. 본 연구에서 주로 탄소입자 및 후크개선에 대한 의견을 주셨습니다. 황광연 교수는 저의 지도교수님으로서 가장 존경하는 분이자 멘토이시며 황광연 교수님이 계시지 않았다면 이번 연구의 목표를 완수하기 어려웠을 것입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 시장 수요에 기반한 아이디어를 도출하고, 상용화의 장벽을 극복하여, 실생활에 유용하게 사용될 수 있는 기술 개발을 중요하게 생각해왔습니다. 그래서 이번 연구 또한 건강 관리에 중요한 제품군인 IVD에 광범위하게 사용될 수 있는 고호환성, 고기능성 및 고부가가치성 바이오센서 개발을 목표로 했습니다. 그래서 연구 기대 효과를 실현 가능성 예측에 그치지 않기 위해, 실제 상용화된 IVD에서의 검증 과정까지 진행하였습니다. 관련 기업체와의 협업으로 무사히 상용화 검증까지 완료할 수 있었고, 그 결과 또한 좋은 성능을 확보할 수 있어서 보람된 연구가 되었습니다. 기업체에서 제품 개발을 해오면서, 연구가 상용화 장벽을 넘는데 많은 어려움이 있는 것을 경험해왔기 때문에 다소 모험적인 시도였습니다. 그러나 다양한 분야의 전문가들과 소통을 통해 극복해가는 과정은 가치 있는 도전이었고, 더 많은 후속 연구를 위한 저변을 확보할 기회가 되었다고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
연구와 실제 제품 개발 및 상용화를 경험해 본 입장에서 드리고 싶은 소견은, “실패를 많이 경험하라”입니다. 실패에서 나오는 결과물은 향후 성공을 위한 높은 가치를 가질 것이라 확신합니다. 성공을 먼저 접하면 훗날 위기 대응에 취약하지만, 실패에 기반한 성공은 강건한 지지대가 될 것이라고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구에서는 바이오센서 디자인과 상용화 검증에 초점을 맞추었습니다. 이를 통해 앞으로는 관련 메커니즘 규명을 위한 연구, 그리고 더 많은 기업체와 협업하여 상용화 검증을 진행할 계획입니다. 본 연구에서는 염증 모니터링에 초점을 맞추었지만, 높은 확장성에 기반한 바이오센서 개발이 목표였던 만큼 다양한 진단 항목 개발로 확장할 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
제가 근무 중인 인천재능대학교는 전문대학입니다. 일반 대학뿐만 아니라, 전문 대학에도 다양한 연구에 대한 요구가 있습니다만, 연구 지원 및 수주에 다소 제한적인 면들이 있음을 느꼈습니다. 다양한 연구와 개발을 위한 준비가 되어 있고, 어느 학교에도 뒤지지 않을 만큼 차별화된 환경이 조성되어 있습니다. 이러한 인프라를 다양한 연구 개발에 활용될 수 있도록 다양한 정책들이 나오기를 바랍니다.
#Biosensor
#In Vitro Diagnostics
#Point of care testing
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