휴대용 암 진단기, 정확도 약 95%.

최근 암 검진 및 치료 분야의 획기적인 발전 중 하나는 최대 94.9%의 정확도로 초기 암을 발견할 수 있는 휴대용 기기의 도입입니다.

중국 저장성 항저우에 위치한 서호대학교(WU)의 과학자들이 혈액 한 방울로 암을 유발하는 생체 표지자를 감지할 수 있는 소형 휴대용 장치를 개발했습니다.

영국의 국제 과학 저널인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 발표된 이 연구는 해당 장치가 거의 95%의 정확도를 달성한다는 것을 보여줍니다. 이 연구는 원랴오용(Wen Liaoyong)이 이끄는 연구팀의 성과입니다.

이 시스템의 장점은 손바닥에 쏙 들어가는 컴팩트한 크기입니다. 반면, 기존의 암 검사 시스템은 일반적으로 혈액에서 암 바이오마커를 검출하는데, 부피가 크고 프리즘, 분광기, 복잡한 광학 경로 등이 필요하며 냉장고만 한 크기여서 실험실이나 전문 검사 시설에서만 사용됩니다. 또한, 이 새로운 장치는 기존 검사 방법보다 최대 1만 배 높은 감도를 자랑합니다.

암세포를 확대한 이미지입니다. (출처: Interestingengineering.com)

연구팀의 리더인 원랴오용에 따르면, 우대학교는 Q 변조 굴절률 감지라는 메커니즘을 사용하여 장치를 휴대용으로 소형화했습니다. 빛의 파장을 감지하는 기존 분광기와 달리, 이 새로운 장치는 매우 민감합니다. 예를 들어, 기존 장비는 1미터 파장의 빛을 감지할 수 있는 반면, 우대학교의 새로운 시스템은 수 마이크로미터 파장까지 감지할 수 있습니다.

또한, 연구팀은 장치의 핵심 부품인 칩 제조 비용을 획기적으로 줄이는 방법도 모색하고 있습니다. 이를 위해 자연 소재로는 불가능한 방식으로 빛을 제어하도록 표면을 설계한 메타물질을 이용한 3D 칩을 개발했습니다. 기존의 메타물질 기반 광학 칩은 포토리소그래피라는 기술을 사용하여 한 획씩 "새겨 만드는" 방식으로 제작되는데, 이는 마치 책을 한 글자씩 복사하는 것과 유사한 공정으로 대량 생산이 어렵고 칩 하나당 수백 달러의 비용이 소요됩니다.

휴대용 암 진단기는 크기가 작아 손바닥 안에 들어갈 정도입니다. (출처: ca.news.yahoo.com/Facebook.com)

비용 절감을 위해 우한대학교는 칩 제조 기술을 '책 복사' 시대에서 '활자 인쇄' 시대로 업그레이드했습니다. 먼저 시제품을 제작한 후 대량 생산하는 방식입니다. 이를 통해 8인치 웨이퍼에 수천 개의 균일한 칩을 동시에 인쇄할 수 있어 칩 하나당 비용을 약 5달러까지 낮출 수 있었습니다.

새로운 메커니즘은 빛의 강도만 측정하기 때문에 전체 감지 시스템은 3D BIC 센서 칩, LED 광원 및 광검출기만으로 구성된 매우 간단한 구조로 구현될 수 있습니다. 조립 후에는 실험실 환경이 아닌 가정에서도 사용할 수 있을 만큼 소형화됩니다.

시스템의 기능을 입증하기 위해 Wen은 샤먼대학교와 협력하여 폐암과 관련된 소형 세포외 소포(sEV)를 검출했습니다. 이러한 sEV는 체액 생검에서 중요한 바이오마커이지만, 초기 단계 환자에서 농도가 매우 낮아 기존 방법으로는 검출하기 어렵습니다.

폐암 환자 171명의 임상 혈청 샘플을 대상으로 한 시험에서, 이 장치는 초기 폐암 진단에서 최대 94.9%의 정확도를, 수술 후 모니터링에서는 92.1%의 정확도를 달성했습니다. 반면, ELISA와 같은 기존 방법은 74.7%의 정확도에 그쳤습니다.

WU의 휴대용 기기는 이러한 초기 단계 폐암 바이오마커를 검출하는 데 있어 표준 효소면역측정법(ELISA)보다 약 10,000배 더 높은 민감도를 보였습니다.

연구팀에 따르면 이 기술은 암 검진뿐만 아니라 다른 여러 생의학 분야에서도 활용될 수 있다.

이 장치가 상용화에 성공한다면, 특히 전문 검사 시설이 부족한 지역이나 재정적 여건이 넉넉지 않은 환자들에게 암 검진을 더 빠르고 저렴하며 편리하게 만들어 줄 수 있을 것입니다.

출처: IEC/SCMP

출처: https://phunuvietnam.vn/may-phat-hien-ung-thu-cam-tay-do-chinh-accurate-gan-95-238260527094251875.htm