호흡만으로 폐암·당뇨를 조기 진단하는 초소형 센서 개발
- 스마트폰 등을 통한 진단으로 비용절감 및 신시장 창출 기대

 
□ 혈액 체취나 영상촬영을 하지 않고도 사람의 호흡만으로 폐암, 당뇨 등 각종 질병을 실시간으로 파악할 수 있는 초소형 감지 센서 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
 
ㅇ 김일두 교수(KAIST 신소재공학과) 연구팀은 사람의 호흡 내에 질병과 관련된 극미량의 특정 가스의 농도를 실시간으로 정확하게 분석할 수 있는 세계 최고 수준의 고감도·초소형 센서를 개발하였다고 밝혔다.
 
ㅇ 이를 통해, 현재 병원에서 혈액 체취나 조직 검사, MRI 등을 통해 고비용으로 진단하고 있는 폐암이나당뇨 등의 질병을 개인 스마트폰이나 웨어러블 장치를 통해 수시로 저렴하게 진단할 수 있는 길을 열었다.
 

□ 사람이 숨을 쉬면서 내뱉는 호흡 속 가스 성분 중에는 다양한 휘발성 유기화합물 가스들이 포함되어있으며, 이중 일부 가스는 질병과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다.
 
ㅇ 대표적으로 아세톤, 톨루엔, 황화수소 가스는 각각 당뇨병, 폐암, 구취 환자에서 더 높은 농도로 배출되며, 이러한 호흡 속 특정 가스의 농도를 정확하게 분석할 수 있다면 여러 질병들을 간편한 방법으로 조기에 진단할 수 있다.

ㅇ 그러나, 입안에는 수분을 포함하여 수백 종의 가스들이 존재하기 때문에, 그간 개발된 센서는 사람호흡 속에 포함되어 있는 극미량(10 ~ 2,000ppb)의 특정 가스를 선택적으로 검출하는데 한계가 있었다.
 

□ 연구팀은 수백 종의 가스 중 질병과 관련된 특정 가스만 선택적으로 탁월하게 검출할 수 있는 고성능촉매를 개발하였으며, 이를 나노 섬유 형상의 센서 소재에 적용하여 개인 스마트폰과 연동이 가능한 초소형·고감도 질병 진단 센서를 구현하는데 성공하였다.

ㅇ 김일두 교수는 “질병 진단 센서는 차량이나 모바일 기기 등에 활용하여 개인 질병을 지속적으로 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 향후 대기 오염 분석, 실내 공기질 분석 등 가스 센서와 관련된 산업분야에서 사물인터넷(IoT) 제품과 융합되어 새로운 시장을 창출할 것으로 기대된다.”라고 연구의의를 밝혔다.
 

□ 이번 연구는 김일두 교수 외 최선진·김상준 연구원(KAIST 신소재공학과)이 주도하였고, 미래창조과학부글로벌프런티어사업(스마트 IT 융합시스템 연구단(단장 : 경종민 교수))의 지원으로 수행되었다.

ㅇ 연구결과는 재료과학분야 세계적 국제학술지인 ‘스몰(small)’ 표지논문에 2016년 2월 17일(수)게제 되었으며, 관련 특허는 국내기업에 기술이전 되어 향후 조기 상용화가 이뤄질 것으로 기대된다.

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