전남대학교 윤창훈 교수팀이 비타민C 등 인체에 필수적인 물질의 양을 매우 쉽고, 정확하게 측정할 수 있는 바이오센서를 개발해 주목되고 있다.
전남대 윤창훈 교수(고분자융합소재공학부. 교신저자)와 박성연, 손서영 두 석사과정생(공동주저자)은 일반적인 PET 필름 위에 100㎚(1나노미터는 머리카락의 1/1000) 두께의 ‘전도성 고분자’로만 구성된 전기화학트랜지스터를 제작하는데 성공했다.
연구팀이 개발한 바이오센서는 한번 사용하고 버릴 수 있을 만큼 저렴하면서도, 땀 한 방울로 비타민 C 농도를 1.3 마이크로몰(μM) 농도까지 측정할 수 있을 만큼 정밀도가 높다. (정상인의 경우 10~30μM 농도의 비타민 C가 존재한다.)
또, 환자의 피부에 부착할 수 있어서 환자의 영양 상태나 생리적 정보를 손쉽게 관찰할 수 있다.
반도체 및 디스플레이 산업에서 널리 사용되고 있는 ‘전도성 고분자’는 친환경적이고, 생체 적합성이 뛰어나, 바이오센서의 전극 물질로 활발히 연구되고 있는 전자 재료 중 하나이지만, 높은 정밀도를 구현하기 위해서는 복잡한 공정과 금, 백금 등을 사용해야 해 제조 비용이 많아지는 한계를 지녀왔다.
이에 따라 연구팀은 혈당측정검사지의 원리에 착안해, 전도성 고분자 PEDOT:PSS 필름에 특정 파장의 레이저를 쏘이면 전도성을 잃는 특성을 이용해 20㎛(마이크로미터) 미만의 선폭을 갖는 전극 패턴을 구현할 수 있는 기술을 개발했다.
이 기술은 또, 디지털 프린팅과 유사한 방식으로 다양한 크기와 구조를 갖는 전기화학트랜지스터를 쉽게 제작할 수 있기 때문에, 구조 최적화를 통해 높은 정밀도를 구현할 수 있다.
이같은 내용은 미국화학학회(ACS)가 발행하는 재료과학 분야 국제학술지 'ACS Applied Materials & Interfaces (영향력지수 8.3)' 지난 8월 온라인 판에 이어 9월호에 실릴 예정이다.
윤창훈 교수는 “학생들의 혁신적인 아이디어를 바탕으로 전자 재료에 맞는 새로운 공정 기술을 개발할 수 있었다.”라며 “다양한 생체물질에 대해 응용이 가능하다는 점에서 보건, 의료 및 식품 등 다방면에서 파급 효과를 낼 것”으로 기대했다.