나노 콘택트렌즈로 눈물 속 포도당 측정장치 개발

(톱스타뉴스 장민준 기자)

포도당 농도에 따라 달라지는 나노 입자 함유 콘택트렌즈의 반사광 분석을 통해 눈물 속 포도당 농도를 측정할 수 있는 장치를 광주과학기술원(GIST) 연구팀이 최초로 개발했다.

25일 GIST에 따르면 의생명공학과 정의헌 교수팀이 나노 입자 함유 콘택트렌즈의 반사광 분석을 통해 비침습적이고 간단하게 눈물 속 포도당(누당) 농도를 측정하는 장치를 개발하는데 성공했다.

주사바늘 등으로 피부를 뚫거나 절개하지 않아 상해나 고통이 동반되지 않는 방식이다.

채혈이 필요한 기존 혈당 측정기는 환자에게 고통과 거부감을 줄 수 있어 충분한 혈당 측정에 따른 당뇨 관리에 어려움이 있었다.

이에 연구팀은 혈당과 누당의 상관관계를 이용해 눈물 내 포도당을 측정하는 방법을 모색했고, 그 결과 포도당 농도에 따라 가시광선내 반사광이 달라지는 나노 입자 함유 콘택트렌즈의 반사 스펙트럼을 분석해 눈물 포도당의 농도를 측정할 수 있는 분광 시스템을 구축했다.

연구팀은 발색단과 포도당 산화효소를 함유하고 있는 콘택트렌즈를 사용해 눈물 내 포도당 농도를 예측하는 기술을 도입했다.

용액을 제작해 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색상 변화를 반사 스펙트럼 측정으로 분석했고, 스펙트럼 전처리를 통해 반사 스펙트럼과 포도당 농도의 상관관계가 두드러지는 파장 영역을 찾아내 눈물 내 포도당 농도예측 모델을 제작했다.

나아가 당뇨 마우스 모델을 사용해 해당 측정장비의 타당성을 검증하고 정상모델과 당뇨모델을 비교해 마우스 모델에서 혈액과 눈물 내 포도당 농도의 상관관계를 검증했다.

정 교수는 "이번 성과는 새로운 광학적 방식으로 눈물 속 포도당의 농도를 측정하고, 이를 통해 혈액 내 포도당 농도를 예측할 수 있음을 보여줬다는 데 큰 의미가 있다"며 "추후 최적화를 거친다면 기존의 침습적 측정방식을 대체할 수 있는 비침습적 포도당 측정 방식이 될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 GIST 정 교수가 주도하고 의생명공학과 김수연 석사졸업생과 한양대 생명공학과 이동윤 교수팀과의 공동연구로, 한국연구재단 바이오의료기술사업, 중견연구자지원사업과 GIST 연구원(GRI) 등의 지원을 받아 수행됐다. 논문은 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포츠' 5월19일자 온라인에 게재됐다.