광주과학기술원(GIST) 연구팀이 소량의 혈액으로도 적혈구 수와 혈색소 농도, 혈장 점도 등을 빠르게 측정할 수 있는 새로운 혈액 분석 기술을 개발했다.
혈액검사는 적혈구 수와 혈색소 농도, 혈장 점도 같은 다양한 수치를 통해 빈혈, 감염, 심혈관 질환 등을 조기에 확인하는 데 중요한 역할을 한다. 혈장은 혈액에서 혈구(적혈구, 백혈구, 혈소판)를 뺀 나머지 액체 성분이다. 그러나 기존 장비는 많은 양의 혈액을 채취해야 하고, 고가의 임상 장비와 숙련된 인력이 필요해 시간이 오래 걸린다는 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 미세한 유체 통로(액체가 흐르는 길)를 이용하는 ‘미세유체 기술’과 세포에 전류를 흘려 신호 변화를 측정하는 ‘임피던스 분석법’을 접목했다. 이 방법은 세포를 손상하지 않고 실시간으로 상태를 관찰할 수 있어 차세대 진단 기술로 주목받고 있다.
여기에 자체 개발한 전기화학적 신호 분석 기법을 더해 실제 혈류 환경을 재현한 미세 채널을 제작했다. 이를 통해 혈장과 적혈구 세포막, 세포 내부 성질을 계산하고, 삼투압 변화에 따라 적혈구가 수축하거나 부풀 때 헤모글로빈 주변 수분 상태까지 반영할 수 있는 새로운 분석 모델을 제시했다.
이 모델로 적혈구 수, 헤모글로빈 농도 등 혈액검사에 활용되는 6가지 주요 지표를 산출했으며, 결과값은 기존 임상 장비의 측정치와 95% 이상 일치하는 정확도를 보였다. 또한 혈장과 적혈구 내부 액체의 점도까지 계산해 환자의 건강 상태를 더욱 정밀하게 반영할 수 있음을 입증했다.
GIST 기계로봇공학과 양성 교수는 “혈액 속 수분 변화까지 고려해 혈액학적 지표를 분석할 수 있는 기술을 구현했다는 데 의미가 있다”며 “앞으로 실시간 혈액검사와 차세대 현장 진단 기기 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
한편 이번 연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 국제 학술지 ‘분석화학(Analytical Chemistry)’에 지난 8월 26일 게재됐으며, 표지 논문으로 선정됐다.
혈액검사는 적혈구 수와 혈색소 농도, 혈장 점도 같은 다양한 수치를 통해 빈혈, 감염, 심혈관 질환 등을 조기에 확인하는 데 중요한 역할을 한다. 혈장은 혈액에서 혈구(적혈구, 백혈구, 혈소판)를 뺀 나머지 액체 성분이다. 그러나 기존 장비는 많은 양의 혈액을 채취해야 하고, 고가의 임상 장비와 숙련된 인력이 필요해 시간이 오래 걸린다는 한계가 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 미세한 유체 통로(액체가 흐르는 길)를 이용하는 ‘미세유체 기술’과 세포에 전류를 흘려 신호 변화를 측정하는 ‘임피던스 분석법’을 접목했다. 이 방법은 세포를 손상하지 않고 실시간으로 상태를 관찰할 수 있어 차세대 진단 기술로 주목받고 있다.
여기에 자체 개발한 전기화학적 신호 분석 기법을 더해 실제 혈류 환경을 재현한 미세 채널을 제작했다. 이를 통해 혈장과 적혈구 세포막, 세포 내부 성질을 계산하고, 삼투압 변화에 따라 적혈구가 수축하거나 부풀 때 헤모글로빈 주변 수분 상태까지 반영할 수 있는 새로운 분석 모델을 제시했다.
이 모델로 적혈구 수, 헤모글로빈 농도 등 혈액검사에 활용되는 6가지 주요 지표를 산출했으며, 결과값은 기존 임상 장비의 측정치와 95% 이상 일치하는 정확도를 보였다. 또한 혈장과 적혈구 내부 액체의 점도까지 계산해 환자의 건강 상태를 더욱 정밀하게 반영할 수 있음을 입증했다.
GIST 기계로봇공학과 양성 교수는 “혈액 속 수분 변화까지 고려해 혈액학적 지표를 분석할 수 있는 기술을 구현했다는 데 의미가 있다”며 “앞으로 실시간 혈액검사와 차세대 현장 진단 기기 개발에 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
한편 이번 연구 결과는 미국화학회(ACS)가 발간하는 국제 학술지 ‘분석화학(Analytical Chemistry)’에 지난 8월 26일 게재됐으며, 표지 논문으로 선정됐다.