고려대 세종캠퍼스 과학기술대학 전자및정보공학과 서성규 교수와 Mohendra Roy 박사과정(제1저자)의 주도로 진행된 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업(후속지원), BK21+(건강안전진단 ICT 융합기술연구팀), 중점연구소지원사업(광전자신소재연구소)의 지원과 중소기업청이 추진하는 융복합기술개발사업(기술이전과제)의 지원으로 수행됐으며, 전기화학(Electrochemistry) 분야 27종의 SCI 저널 중 영향력지수 기준 1위(JCR 2013) 저널(I.F.: 6.451)인 국제학술지 바이오센서스 & 바이오일렉트로닉스지(Biosensors & Bioelectronics) 온라인판 18일자에 게재됐다. (논문명 : Low-cost telemedicine device performing cell and particle size measurement based on lens-free shadow imaging technology)
연구팀은 본 연구에서 다양한 세포나 파티클의 그림자(혹은 회절) 패턴을 분석하고, 그림자 파라미터들을 새롭게 정의하여 그 중 특정한 그림자 파라미터(Peak-to-Peak Distance, PPD)가 세포의 크기에 선형적으로 비례한다는 사실을 밝혀냈다. 또한, 이러한 그림자 파라미터 추출을 통한 세포 및 파티클의 분석을 안드로이드 기반의 스마트폰(Galaxy S3, Samsung)에서 가능하게 하는 응용기술 또한 개발했다.
연구팀은 이 기술을 이용하여 적혈구(Red Blood Cell), 간암세포(HepG2), 유방암세포(MCF-7), 자궁암세포(HeLa) 등의 다양한 세포 및 폴리스타이린(Polystyrene) 마이크로 비드 등에 적용한 결과 기존 기술대비 측정의 일치도가 5um 분해능 기준 0.996 정도로 높다는 사실을 확인하였으며, 최소 수 백 만원 이상의 비용이 드는 현미경 기반 기술에 비해 궁극적으로 $100 이하의 저가, 9.3 x 9.0 x 9.0 cm3 이하의 소형 플랫폼으로 구현할 수 있다는 사실 또한 증명했다.
연구의 기반 기술인 그림자 이미징 기술과 관련하여 서성규 교수는 2013년 국내 한 기업과 2억8200만 원에 기술이전 계약을 체결했으며, 2014년 국내특허 등록 및 국제특허(미국, 중국) 출원을 완료한 상태로 기술의 상용화 및 차세대 응용기술의 개발에 노력하고 있다.
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김하연 기자
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