광운대학교는 최근 심준섭 전자융합공학과 교수 연구팀이 고가의 포토리소그래피 공정 없이 바이오센서를 개발할 수 있는 미세 금속 패턴 제작기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
혈액 속에 존재하는 극미량의 알츠하이머 치매 바이오마커를 측정하기 위해서는 높은 민감도의 바이오센서가 필요하다. 하지만 민감도를 높이는 미세 금속 패턴에는 '포토리소그래피 공정'이라는 고가의 반도체 공정이 들어간다. 그만큼 제조 가격과 질병 검사 비용이 비싸진다. 또 감광제(Photoresist)와 현상액(Developer)을 사용하기 때문에 다양한 환경문제를 야기할 수도 있다.
심 교수팀은 미세 패턴이 형성된 금형을 사용해 반복적으로 플라스틱 기판에 미세 패턴을 찍는 연구를 수행했다. 이후 플라스틱 기판을 금속 박막으로 코팅하고 그 위에 테이프를 붙여 금속 박막이 테이프와 맞닿도록 배치했다. 미세 패턴이 형성된 곳은 기판 안으로 파여있기 때문에 테이프와 닿지 않았으며, 테이프를 떼어내면 테이프와 닿지 않은 미세 패턴에 금속이 남아 있었다.
연구진은 이 과정을 통해 플라스틱 기판에 미세 금속 패턴을 제작했다. 나아가 치매 진단 바이오센서에 적용해 2종의 치매 바이오마커를 각각 3.9pg/ml, 7.81pg/ml의 낮은 농도까지 측정하는데 성공했다. 일회용 고감도 바이오센서 제품도 만들었다.
심 교수는 "치매 마커를 측정할 수 있는 높은 민감도의 바이오센서를 한번 사용하고 버릴 수 있는 형태로 제작했다"며 "이는 바이오센서뿐만 아니라 미세 금속 패턴이 요구되는 반도체와 디스플레이, 센서 등 다양한 전자기기에 적용될 수 있을 것"이라고 설명했다.
한편 이번 연구는 '범부처전주기의료기기연구개발사업'과 '치매극복연구개발사업', 광운대 교내연구비의 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 엘스비어(Elsevier) 출판사가 발간하는 바이오센서 분야 SCI급 국제학술지 'Biosensors and Bioelectronics'(IF=10.7)에 게재됐다.
