정상국 명지대 교수 연구팀 연구···"공기방울 활용"

진동하는 공기방울로 세포와 같은 아주 작은 크기의 물체를 정밀하게 제어할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국연구재단(이사장 조무제)은 정상국 명지대 교수 연구팀이 공기방울로 세포 등 초소형 물체를 물리적 손상 없이 효율적으로 제어할 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 

세포를 분석하기 위해서는 우선 세포 분리가 필요하다. 이 때 필요한 기술은 바이오산업의 핵심 기술로 꼽히는 초소형 제어 기술이다.

기존의 기술은 집게, 주사기 등 고체 제어기기를 사용함에 따라 세포, 조직에 물리적인 손상을 입힐 수 있다. 또 공정과정도 복잡하고, 정밀성도 낮다는 문제점이 있었다.

이에 연구팀은 공기방울을 이용해 초소형 물체를 더욱 정밀하게 위치를 제어할 수 있는 기술을 개발했다.

연구팀은 광흡수체가 코팅된 칩을 제작해 직경 3~100 마이크로미터의 다수 초소형 물체들과 함께 물에 투입한 후 레이저와 스피커에 전압을 걸어 원하는 미소물체만을 잡아 목표지점으로 옮기는 실험에 성공했다.

이 기술은 공기방울의 이동 자유도를 대폭 개선함으로써 칩 내 어디든 손쉽게 이동 가능하다. 공정과정도 단순하며, 정밀 위치 제어도 가능하다는 장점이 있다.

정상국 교수는 "아주 작은 세포를 제어할 수 있는 기술을 개발한 것으로 세포들 간에 이뤄지는 통신에 대한 연구를 위해서는 단일 세포를 제어할 수 있는 기술이 필요하다"면서 "이번 연구 결과가 세포 분석 전반의 효율을 높이고, 바이오산업, 의학, 생명공학 등 다양한 분야에서 활용될 것으로 기대한다"고 말했다.  

이번 연구는 교육부와 한국연구재단의 이공학개인기초연구지원사업(한국형 SGER)으로 수행됐으며, 연구 결과는 국제 학술지 '센서스 앤 엑츄에이터스 비: 케미컬(Sensors and Actuators B: Chemical)'에 지난 1일자로 게재됐다.  

진동하는 공기방울 (a) 초기 상태, (b-c) 음파를 인가했을 때 진동하는 공기방울의 형상 .<사진=한국연구재단 제공>
진동하는 공기방울 (a) 초기 상태, (b-c) 음파를 인가했을 때 진동하는 공기방울의 형상 .<사진=한국연구재단 제공>
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