1회용이던 혈당센서, 하루 3번 1년간 사용기술 나왔다

국내 연구진이 한 번 사용하고 버리던 혈당센서를 1년 동안 쓸 수 있게 하는 기술을 내놨다. 앞으로 웨어러블 기기에 적용하면 손쉽게 혈당 측정이 가능해질 전망이다.

한국화학연구원은 이정호 박사 연구팀이 장아랑 세명대 교수 연구팀과 함께 하루 3회 측정 시 약 1년 동안 지속해 사용할 수 있는 '혈당 측정 센서 기술'을 개발했다고 25일 밝혔다.

현재 시판되는 혈당측정 센서는 대부분이 일회용으로 한 번 쓰면 버려야 한다. 전 세계적으로 오래 쓸 수 있는 혈당센서 기술개발이 이뤄지고 있지만, 기술의 복잡성과 난이도 등으로 기초 단계에 머물러 있다.

혈당센서는 일반적으로 체액(혈액, 땀 등의 분비물)과 센서 속 효소가 반응해 나오는 부산물 중 하나인 '과산화수소'를 검출하는 방식으로 작동한다. 체액 속에 있는 글루코오스가 센서의 효소와 만나 과산화수소를 배출하면, 센서 안의 전극과 과산화수소가 전기화학적으로 산화 환원 반응을 일으키는 과정에서 과산화수소의 양을 감지하는 원리다.

하지만, 이 과정에서 촉매가 직접 체액에 닿아 손상이 생겨 센서의 지속성이 떨어지는 문제가 있었다.

연구팀은 촉매가 직접 혈액·땀 등 체액에 닿지 않도록 촉매 위에 얇은 그래핀 단원자 층을 덮는 방식으로 촉매 수명을 획기적으로 늘리는 센서 기술을 개발했다. 그래핀으로 덮인 촉매는 여러 번 사용해도 체액에 노출되지 않아 성능이 그대로 유지된다.

기존 촉매는 플라스틱 기반 위에 그래핀 전극을 깔고 그 위에 촉매 나노입자가 초코칩처럼 박힌 형태였지만, 연구팀은 이를 뒤집어서 플라스틱 기반 위에 촉매를 놓고, 그 위를 그래핀 전극으로 이불처럼 덮은 형태로 만든 것이다. 빛과 양자 외에 투과할 수 없는 그래핀이 촉매에 체액이 직접 닿는 것을 마치 이불처럼 막아주면서 고유의 전기적 특성으로 촉매가 전기화학적 반응을 통해 과산화수소 양을 감지하도록 구현했다.

연구팀은 실험을 통해 3000번까지 센서 성능이 안정적으로 유지되는 것을 확인했다. 이는 하루 3회 측정 시 1년 간 쓸 수 있는 수준이라는 게 연구팀의 설명이다.

이정호 화학연 박사는 "한 번 쓰고 버리는 혈당센서를 1년 간 오랫동안 쓸 수 있게 하는 기술로, 적절한 체액추출 기술과 결합하면 장기간 안정적으로 사용할 수 있는 웨어러블 혈당센서 개발이 가능하다"고 말했다.

이 연구결과는 나노분야 국제 학술지 'ACS 나노(6월호)'에 실렸다.

이준기기자 bongchu@dt.co.kr