서강대 화학과 신관우·권오선 교수와 덴마크 기술대 메드센 교수, 태국 출랄롱콘대학 로통쿤 교수 공동연구팀은 종이 진단칩을 스마트폰으로 연결해 질병을 진단할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

연구팀은 전기가 통하는 '전도성 잉크'를 이용해 혈액 등 미량의 물방울을 일반 인쇄용지 종이 위에서 전기로 구동하는 기술을 개발했다.

미세한 유체의 흐름을 전기로 제어할 수 있는 '전기습윤현상'(전압에 의해 물방울의 모양을 변화시키고, 전압을 변화시켜 유체를 이동시킬 수 있는 현상)을 이용했다.

이 기술을 이용해 연구팀은 물방울 이동시간과 이동방향, 반응시간 등을 제어한 종이 칩을 만들었다.

전도성 잉크가 배선된 종이 칩 표면 위에 전기장이 흐르도록 하면 진단에 필요한 시약이 섞이거나 반응하는 시간을 사전에 입력된 프로그램으로 정밀하게 제어하는 원리이다.

이어 종이 칩과 블루투스로 연결된 스마트폰 애플리케이션을 작동해 당뇨, 신장 이상, 뇌 질환 등의 질병을 진단할 수 있다.

혈액 한 방울만 떨어뜨려도 3가지 이상의 질병을 파악할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

혈당 분석과 알츠하이머 질병에서 나타나는 뇌 전달물질 변화, 신장 이상에 의한 요산의 농도를 한 개의 칩으로 동시에 분석하는 것이 가능하다.

개인용 휴대형 의료장비, 가정용 스마트 헬스 케어, 바이러스·박테리아 검출을 위한 현장 진단기기 등에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

특히 가정용 프린터를 이용해 저렴한 비용으로 수천 개의 종이 칩을 만들 수 있어 아프리카 등에서 전염병 진단이나 환경 오염원 분석을 위한 적정기술(지역적 조건에 맞게 저렴한 비용에 유용하게 쓸 수 있는 기술)로도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

신관우 교수는 "고가장비와 전문인력 없이도 실시간으로 질병을 진단할 수 있는 기술"이라며 "몇몇 기업과 기술이전을 논의 중이며, 앞으로 3∼4년 이내에 상용화할 수 있을 것으로 본다"고 말했다.

연구팀은 해당 기술에 대해 국내 특허와 미국 특허 출원을 완료했으며, 환경·군사 분야에서 실시간으로 전염병을 진단하기 위한 후속 연구를 진행하고 있다