GIST, 콘택트렌즈로 눈물 속 포도당 측정 기술 개발

[이뉴스투데이 여용준 기자] 눈물 속 포도당을 간단하게 측정하는 방법이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 채혈 대신 보다 간편한 방법으로 혈당과 누당 측정이 가능할 것으로 기대된다. 

25일 GIST에 따르면 정의헌 GIST 의생명공학과 교수팀이 포도당 농도에 따라 달라지는 나노 입자 함유 콘택트렌즈의 반사광 분석을 통해 비침습적이고 간단하게 눈물 속 포도당(누당) 농도를 측정하는 장치를 최초로 개발했다. 

비침습적인 방법은 주사바늘 등으로 인체(특히 피부)를 뚫거나 절개하지 않아 상해나 고통을 발생하지 않음을 말한다. 

채혈이 필요한 기존의 혈당 측정기는 환자에게 고통과 거부감을 줄 수 있어 충분한 혈당 측정에 따른 당뇨 관리에 어려움이 있다고 판단해 정 교수팀은 혈당과 누당의 상관관계를 이용해 눈물 내 포도당을 측정하는 방법을 모색했다.

연구팀은 포도당 농도에 따라 가시광선 내 반사광이 달라지는 나노 입자 함유 콘택트렌즈의 반사 스펙트럼을 분석해 눈물 포도당의 농도를 측정할 수 있는 분광 시스템을 구축했다. 

연구팀은 발색단과 포도당 산화효소를 함유하고 있는 콘택트렌즈를 사용해 눈물 내 포도당 농도를 예측하는 기술을 도입했다. 용액을 제작해 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색상 변화를 반사 스펙트럼 측정으로 분석했고 스펙트럼 전처리를 통해 반사 스펙트럼과 포도당 농도의 상관관계가 두드러지는 파장 영역을 찾아내어 눈물 내 포도당 농도 예측 모델을 제작했다. 

이어 당뇨 마우스 모델을 사용해 해당 측정 장비의 타당성을 검증하고 정상 모델과 당뇨 모델을 비교해 마우스 모델에서 혈액과 눈물 내 포도당 농도의 상관관계를 검증했다.

정 교수는 “이번 성과는 새로운 광학적 방식으로 눈물 속 포도당 농도를 측정하고 이를 통해 혈액 내 포도당 농도를 예측할 수 있음을 보여줬다는 데 큰 의의가 있다”며 “추후 최적화를 거친다면 기존의 침습적 측정 방식을 대체할 수 있는 비침습적 포도당 측정 방식이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구는 정 교수가 주도하고 김수연 의생명공학과 석사졸업생과 이동윤 한양대 생명공학과 교수팀의 공동연구로, 한국연구재단 바이오의료기술사업, 중견연구자지원사업과 GIST 연구원(GRI) 등의 지원을 받아 수행됐다. 

관련 논문은 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 19일자 온라인에 게재되었다.