이동윤 교수 참여 공동연구팀, 나노 콘택트렌즈 이용한 눈물 속 포도당 측정장치 개발

눈물 속 포도당에 따라 색이 변하는 콘택트렌즈로 혈당 관리

이동윤 한양대 생명공학과 교수팀이 광주과학기술원(GIST) 연구팀과 공동으로 콘텍트렌즈를 통해피부 손상 없이 눈물 속 포도당 농도를 측정하는 장치를 세계 최초로 개발했다.

채혈이 필요한 기존 혈당 측정기는 바늘을 사용하기 때문에 환자에게 고통과 거부감을 줄 수 있어 당뇨 관리에 어려움이 있었다. 이에 연구팀은 혈당과 포도당의 상관관계를 이용해 눈물 속 포도당을 측정하는 방법을 모색했다.

연구팀은 포도당 농도에 따라 반사광이 달라지는 나노입자가 함유된 콘택트렌즈의 반사 스펙트럼을 분석해, 눈물 속 포도당의 농도를 측정할 수 있는 분광 시스템을 구축했다. 또한 발색단과 포도당 산화효소를 함유하고 있는 콘택트렌즈를 사용해 포도당 농도를 예측하는 기술을 도입했다. 제작한 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색상 변화를 반사 스펙트럼 측정으로 분석했고, 스펙트럼 전처리를 통해 반사 스펙트럼과 포도당 농도의 상관관계가 나타나는 파장 영역을 찾아내 눈물 속 포도당 농도 예측 모델을 제작했다. 아울러 연구팀은 당뇨를 유발시킨 생쥐 실험을 통해 측정 장비의 타당성을 검증하고, 정상 모델과 당뇨 모델을 비교해 혈액과 눈물 내 포도당 농도의 상관관계를 검증했다.

이번 연구는 GIST 정의헌 교수(교신저자)가 주도하고 GIST 의생명공학과 김수연(제1저자) 석사졸업생과 한양대 생명공학과 이동윤 교수팀이 공동으로 수행했으며, 한국연구재단 바이오의료기술사업, 중견연구자지원사업과 GIST 연구원(GRI) 등의 지원을 받아 수행되었다. 관련 논문은 네이처 자매지인 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 5월 19일자 온라인에 게재됐다.반사광 측정으로 눈물 포도당 예측을 위한 분광 시스템. 그림 (a)는 포도당과 반응해 색상이 바뀐 나노 입자 콘택트렌즈 이미지를 보여준다. 그림 (b)는 반사 분광 시스템의 구조를 표현한 그래프다. (출처: GIST)
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