2차원 반도체 기반 생분해성 바이오센서 세계 최초 개발

우리 학회 종신회원인 안종현 연세대 교수(전기전자공학부) 연구팀이 이차원 소재인 이황화 몰리브덴의 생체액에서 녹는 특성을 이용해 인체 내에서 용해/분해 가능한 생체 전자 소자를 개발했다.

해당 연구는 안 교수의 지도 아래 첸 시앙(Chen Xiang) 박사, 박용주·강민표 박사과정 연구원과 고려대학교 생명공학과 이경미 교수 연구팀 주도로 미국 노스웨스턴대학, 워싱턴 대학이 공동으로 참여해 이루어졌다.

최근 세계 의학·재료 학계에서는 인체 내에 삽입한 후 필요한 일정 시간 동안 기능을 다 한 뒤에 분해되는 ‘생분해성 전자기기(Bio absorbable electronics)’에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 삽입 후에 센서를 제거하기 위한 추가 수술이 필요 없을 뿐만 아니라 인체에 무해하다는 특성이 있어 의료용 기기 등 다양한 분야에 활용될 가능성이 높다.

그동안은 실리콘을 활용한 연구가 대부분이었는데, 실리콘은 인체 친화적이긴 하지만 ‘두껍다’는 한계 때문에 활용성이 떨어졌다. 연구진은 기상화학증착법(CVD)을 이용하여 성장된 이황화몰리브덴리(MoS2)이라는 새로운 반도체 소재를 활용해 원자 단위의 얇은 두께로 제작된 생분해성 바이오 센서를 세계 최초로 개발했다. 또한 제작된 이황화몰리브덴 반도체 바이오센서를 생쥐의 뇌에 삽입한 후 뇌의 온도와 뇌압 등을 실시간으로 측정하는 데 성공했다.

이번 연구는 지금까지 활용된 적 없었던 전혀 새로운 소재로 굴곡이 많고 복잡한 구조를 지닌 뇌에도 접착할 수 있는 생분해성 바이오센서를 개발했다는 점에서 큰 의의를 지닌다. 이차원반도체 소재의 새로운 응용분야를 개척한 것은 물론 향후 외상성뇌출혈 등 다양한 뇌질환 진단에 사용될 가능성을 인정받으며 ‘단층 이황화몰리브덴 기반 생체 흡수형 바이오센서' (CVD-Grown Monolayer MoS₂ in Bioabsorbable Electronics and Biosensors)라는 제목으로 세계적 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications)에 게재되었다.

한편 해당 연구는 한국연구재단 리더(창의)연구자사업 지원으로 수행되었다.

-출처: 연세소식