↑↑ 머신러닝 기반 바이오센서 설계 기술을 공동개발한 최종률 선임연구원. 사진제공=대구경북첨단의료산업진흥재단   

[경북신문=김범수기자] 대구경북첨단의료산업진흥재단(이하 첨복재단)이 머신러닝을 이용해 기존 체외진단기보다 10배 이상 정밀한 광 바이오센서 설계 기술을 개발했다.

8일 재단에 따르면 첨단의료기기개발지원센터 최종률 박사팀이 ‘머신러닝에 기반을 둔 음굴절률 메타물질 플라즈모닉 바이오센서 설계 기술’을 개발했다.

이번에 개발된 머신러닝 기반 광 바이오센서 설계 및 디자인 기술을 이용하면 특정 조건에서 가장 높은 감도를 갖는 조건을 효율적으로 탐색할 수 있으며 기존 바이오센서보다 10배 이상 정확한 감도를 가진 진단기구 개발도 가능해진다.

재단은 특히 심뇌혈관질환 관련 체외진단기기 개발로 연구결과가 이어질 수 있도록 연구를 계속해나갈 계획이다.
 
바이오센서란 소량의 혈액, 체액 등 검체로 각종 질병을 조기진단하는 기술이다. 현재 포도당을 모니터링하는 혈당측정기 및 질병 진단키트에 많이 사용된다.

재단은 자연에서 발견되지 않은 특성을 갖도록 설계된 메타물질을 이용해 메타물질 플라즈모닉 구조를 가진 바이오센서를 제작하면 DNA 혼성화 측정 결과가 훨씬 정밀해지는 것을 발견했다.

기존 체외진단기기보다 10배 이상 검출 민감도를 보인다면 의료현장의 바이러스 검사 및 가정에서의 심근경색 등 심뇌혈관질환 자가진단에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.

바이오센서의 설계 기술은 기존 물질로부터 획득할 수 없는 음굴절률을 갖는 메타물질을 이용해 DNA 등 미세한 생체 분자 측정이 가능한 광 기반 바이오센서를 머신러닝 알고리즘들을 조합해 효율적으로 디자인하는 기술이다.

최종률 박사는 "고감도 바이오센서는 IoT 기술과 연계한 자가 원격 진료 등에 활용할 수 있을 것이라 기대한다"며 "연구성과를 바탕으로 바이오센서 및 광 기반 의료기술 개발, 실용화를 위해 선도적 공동연구개발을 수행하겠다”고 밝혔다.

한편 이번 연구는 최종률 박사를 비롯해 연세대학교 전기전자공학과 문귀영 연구원(주저자, 공동), 이창훈 연구원, 오영진 박사(현 삼성디스플레이), 연세대학교 전기전자공학부 김동현 교수 및 의공학과 김경환 교수 등과 공동연구를 통해 이뤄졌다. 이번 설계기술 연구논문은 분석화학 최고 권위지인 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스’에 지난달 15일자로 게재됐다.
김범수   news1213@naver.com