냄새 맡는 초민감·감각 센싱 플랫폼
냄새 맡는 초민감·감각 센싱 플랫폼
  • 안용찬 기자 ( aura3@thekbs.co.kr)
  • 승인 2019.11.15 15:57
  • 매거진 : 2019년 10월호
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한원배 박사(사진 왼쪽)와 김태송 책임연구원.
한원배 박사(사진 왼쪽)와 김태송 책임연구원.

[더케이뷰티사이언스]  한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 바이오마이크로시스템 연구단 김태송 단장 연구팀이 국민대학교 화학과 유연규 교수팀과의 공동연구로 반도체의 주된 재료인 실리콘 기판 위에 수만 개 이상의 3차원 인공세포막을 제작하는 기술을 개발했다.

지금까지 인공세포막은 시계보다 정확히 이루어지는 생명체의 생명현상을 밝히거나, 새로운 약물을 개발하기 위한 사용 등으로 전 세계적으로 큰 관심의 대상이 되어왔다. 그러나 현재까지의 연구결과는 생체환경과 유사한 액체에 떠 있는 세포 모양의 인공 세포(GUV)를 이용한 것으로, 고체 기판 위에 고정된 인공세포막을 이용한 것이 아니었다.

KIST 연구진이 개발한 인공세포막은 5일 이상 구조물이 터지거나 변형되지 않고 유지될 수 있을 정도로 인공세포막의 안정성이 뛰어났다. 이 실리콘 기판 위에 제작된 3차원 인공세포막 구조물에 세로토닌 수용 채널을 다량 결합했다. 이 결합 된 채널들이 정상적으로 작동함을 확인하고, 이를 통해 제작한 인공세포막이 구조물로서 뿐만 아니라 세포의 기능도 정상적으로 수행할 수 있음을 밝혔다. 더 나아가 이를 응용하면 생명체만큼이나 민감하고 정확한 센서로 활용될 수 있음을 시사했다.

KIST 김태송 박사는 “이번 연구를 통해 개발된 기술은 아직도 우리가 알지 못하는 생명현상의 근원을 밝히기 위한 연구 플랫폼으로서뿐 아니라, 실제 개 코의 후각세포와 기능을 그대로 적용하여 마약이나 폭발물 같은 특정 물질을 인식하는 인공 개 코를 포함한 우수한 인공 오감 센싱 플랫폼으로 활용할 수 있다”라고 말했다.

이 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 수행됐다. 연구결과는 ‘Biosensors and Bioelectronics’ (IF : 9.518, JCR 분야 상위 0.595%)에 최신호에 실렸다.

제1저자는 한국과학기술연구원 한원배 박사(PostDoc.), 교신저자는 한국과학기술연구원 김태송 책임연구원. 논문명은 ‘Enhancement of membrane protein reconstitution on 3D free-standing lipid bilayer array in a microfluidic channel’.

실리콘 기판에 형성된 직경 8㎛ 홀 어레이 평면 및 단면(그림 위) 개개의 실리콘 홀 위에 형성된 구형상의 인공세포막 구조물 콘포컬 현미경 사진. 위쪽 및 옆쪽에서 본 인공세포막(그림 중간) 인공 세포구조물 크기 분포 그래프(그림 아래 오른쪽)
실리콘 기판에 형성된 직경 8㎛ 홀 어레이 평면 및 단면(그림 위) 개개의 실리콘 홀 위에 형성된 구형상의 인공세포막 구조물 콘포컬 현미경 사진. 위쪽 및 옆쪽에서 본 인공세포막(그림 중간) 인공 세포구조물 크기 분포 그래프(그림 아래 오른쪽)

 


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