GIST, 실시간 혈액 구성 성분 분석 기술 개발

GIST 양성 교수 연구팀

혈액 구성성분의 유전 특성을 실시간으로 측정·분석해 정밀한 결과를 도출할 수 있는 기술이 개발됐다.

광주과학기술원(GIST)은 기계로봇공학과 양성 교수 연구팀이 혈류 상태에서 적혈구의 배열과 적혈구 내부의 헤모글로빈 수화 구조를 분석할 수 있는 새로운 센서 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

이 기술은 전기화학 임피던스 분광법(EIS)과 마이크로플루이딕(Microfluidic)기술을 결합해 실제 혈액이 흐르는 상태에서 적혈구의 배열 방향성과 세포 내부 수분 구조를 정밀하게 측정할 수 있는 것이 특징이다.

기존의 혈액 성분 분석 방식은 정지 상태의 혈액을 분석 대상으로 사용, 적혈구 응집이나 침전 현상이 발생하고 이로 인해 측정 정확도가 떨어지는 한계가 있었다.

전기 임피던스 측정 장비에 혈액검사 지표 추출용 소자를 장착하고 임피던스를 측정하는 사진. GIST 제공

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 실제 혈류 환경을 모사한 마이크로플루이딕 채널에서 혈액 임피던스를 측정하고 이를 이방성 유전 특성을 반영한 유효 매질 이론과 결합해 분석을 진행했다.

특히 적혈구 배열 상태를 정량화할 수 있는 '선호 배열 지수'개념을 도입해 분석한 결과 전체 적혈구 중 약 34%는 흐름 방향으로 정렬되고 나머지 66%는 무작위로 배열돼 있는 것으로 나타났다.

또 적혈구 내부를 단순한 용액이 아니라 이중 수화 껍질을 갖는 헤모글로빈 콜로이드로 모델링해 세포 내부의 물리적 특성까지 고려한 보다 정밀한 EIS 해석이 가능해졌다.

양성 교수는 "이번 연구는 단순히 흐르는 혈액의 임피던스를 측정하는 데 그치지 않고, 적혈구 배열 특성과 헤모글로빈 수화 구조까지 정량적으로 해석할 수 있는 분석 기법을 제시했다는 점에서 의미가 크다"며 "향후 스마트 헬스케어 기기나 병원용 실시간 혈액 검사기 등 다양한 의료 분야에 폭넓게 응용될 수 있을 것으로 기대된다"고 말했다.

호남취재본부 민찬기 기자 coldair@asiae.co.kr