이윤주 교수 공동연구팀은 이번 연구에서 높은 전단력(剪斷力)으로 고체 생체시료를 빠르게 분쇄해 균질한 액상 시료로 전환하는 기계식 초소형 고속 전처리 시스템을 개발했다.

이는 기존 액체 위주의 체외진단(In Vitro Diagnostics) 분야에 새로운 진단 플랫폼을 제시함과 동시에 향후 현장 중심 진단(Point-of-Care Testing) 기술 실용화에 기여할 것으로 평가받고 있다.

고체 생체시료를 체외진단 시스템 같은 액체 기반 분석 장비에 적용하기 위해서는 조직 내 결합을 해체하고 균일한 액상 상태로 전환하는 과정이 필수적이다.

연구팀은 반대 방향으로 회전하는 트윈 스크류(twin-screw) 구조를 적용해 고체 시료에 높은 전단력을 주어 시료를 빠르게 유화하고 균질한 액상 시료로 전환할 수 있는 전처리 시스템을 개발했다.

스크류 내부에 유체가 흐를 수 있는 통로를 함께 설계해 액상화된 시료의 효율적 회수 및 시료 손실 최소화 등 전처리 효율을 극대화할 수 있다는 점이 핵심이다.

연구팀은 동물 조직, 식물체, 채소류 등 다양한 시료에 대해 우수한 전처리 효율과 높은 시료 회수율을 입증했다.

더욱이 전동 구동 방식뿐만 아니라 전력 공급이 어려운 환경에서도 사용할 수 있는 수동형 장치까지 함께 개발해 응급 진단, 농업 병해 진단, 식품 검사 등 다양한 현장 기반 응용 분야로의 확장 가능성이 크고 다양한 진단 장비 및 분석 시스템과의 호환도 용이하다는 것이 연구팀의 설명이다.

트윈 스크류 기반 고체 시료 전처리 기술은 국내 특허 6건을 출원했으며 이 가운데 2건은 등록을 마쳐 원천기술도 확보했다.

이윤주 교수는 "이번 연구를 통해 기존 액체 위주의 체외진단 분야에 새로운 진단 플랫폼 제시와 향후 유방암의 현장 중심 진단 기술 실용화에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.