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[IT뉴스]“단 1분만 뚝딱” 고체시료→액체…기계硏, 초고속 전처리 기술 개발

온카뱅크관리자

2025-04-29 11:17:29

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- 체외진단 분야 분석 정확도와 현장 대응력 모두 높여</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="xScRJgsdHE">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="dc373f95f570bc4fb7b7f7b59c2d79b357810703b3f1c2777798004f64cca855" dmcf-pid="yqXOhy0C1k" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="트윈 스크류 기반 기계식 전처리 기술을 개발한 연구팀. 유영은(왼쪽부터) 책임연구원, 박지효 학생연구원, 김관오 선임연구원.[한국기계연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/29/ned/20250429110900687pqna.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="P7OgjDTNZw" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/29/ned/20250429110900687pqna.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            트윈 스크류 기반 기계식 전처리 기술을 개발한 연구팀. 유영은(왼쪽부터) 책임연구원, 박지효 학생연구원, 김관오 선임연구원.[한국기계연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="c3242c1602f795b39c4e66d23e3f077abea7257f745855e527d73ad0990d8d4c" dmcf-pid="WBZIlWph1c" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 고체 시료를 단 1분 이내에 유화 및 균질화할 수 있는 초소형 고속 전처리 시스템이 개발됐다. 고체 기반 시료의 분석을 손쉽게 구현해 기존 액체 위주의 체외진단(In Vitro Diagnostics, IVD) 분야에 새로운 진단 플랫폼을 제시했다. 이로써 현장 중심 진단(Point-of-Care Testing, PoC) 기술 실용화에 기여할 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="0fe1ce597ab586e2834219d0178d0a33d6fb0dcdb86a7b99063fcdf036d0f7dc" dmcf-pid="Yb5CSYUl1A" dmcf-ptype="general">한국기계연구원 나노융합연구본부 나노리소그래피연구센터 김관오 선임연구원 연구팀과 세종충남대학교병원 이윤주 교수 연구팀은 고체 생체 시료를 빠르게 분쇄하여 균질한 액상 시료로 전환하는 기계식 전처리 시스템을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="ba5477166ef0e793e7556c57d652da3d2356308b8207a73813750517a9e08fff" dmcf-pid="GK1hvGuSHj" dmcf-ptype="general">체외진단 시스템 같은 액체 기반 분석 장비에 고체 생체 시료를 적용하기 위해서는 조직 내 결합을 해체하고 균일한 액상 상태로 전환하는 전처리 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.</p>
          <p contents-hash="14bd4830bb5b0b2f0dea62f4538a15887a78b929c355f81d65162f2fa768e82b" dmcf-pid="H9tlTH7vXN" dmcf-ptype="general">스크류 내부에 유체가 흐를 수 있는 통로를 함께 설계해 액상화된 시료를 효율적으로 회수하여 시료 손실을 최소화하고 전처리 효율을 극대화할 수 있다는 점이 핵심이다.</p>
          <p contents-hash="1722d92195a83d1f3d57dc8fac120b45d1aec4da68f6dc63c9f3193788fc3b1c" dmcf-pid="X2FSyXzTHa" dmcf-ptype="general">기존 고체 시료의 전처리 기술은 장비의 부피가 크고 처리 시간이 수십 분 이상 소요되며 시료 준비부터 장치 작동, 회수 및 세척까지 전 과정에 걸쳐 숙련된 실험 인력의 반복적인 수작업이 요구되어 현장 적용에 어려움이 있었다. 또한 유화 및 균질화를 위해 별도의 효소 처리나 화학약품을 사용하는 방식이 일반적이었다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="4a69f6d90cd87bcaa1d0441ce0602dfd2e82bc0b3dd31cbb02319d85ee67b3ed" dmcf-pid="ZV3vWZqyYg" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="트윈 스크류 기반 기계식 전처리 장비.[한국기계연구원 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202504/29/ned/20250429110901315zpbc.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="QLmLakSg5D" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202504/29/ned/20250429110901315zpbc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            트윈 스크류 기반 기계식 전처리 장비.[한국기계연구원 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="e8f4b7b0657f6ccca85b6251028ddfe143788c2279dfbc1c4f479736689769ce" dmcf-pid="5f0TY5BWZo" dmcf-ptype="general">연구팀은 이러한 한계를 개선하기 위해 별도의 화학 처리 없이 순수한 기계적 방식만으로 고체 시료의 분쇄, 균질화, 회수까지 전 과정을 단일 장치 내에서 연속적으로 수행하도록 설계했다. 고체 시료를 1분 이내에 유화하고 균질화함으로써 단시간 내 분석에 적합한 고품질 액상 시료를 확보하도록 했다. 또한 동일한 메커니즘을 적용한 무전원 구동 방식의 소형 장치도 구현해 활용 범위를 넓혔다.</p>
          <p contents-hash="8e0644488d53921e0a18fc81caf32693b5a672313f7c473fac9568d33ae3a499" dmcf-pid="15CNcrWAGL" dmcf-ptype="general">실제 동물 조직, 식물체, 채소류 등 다양한 시료에 대해 우수한 전처리 효율과 높은 시료 회수율을 입증했다. 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 가능성도 높다. 다양한 진단 장비 및 분석 시스템과의 호환도 용이하다.</p>
          <p contents-hash="8286d87ca8b3ced7f4b7b9a1b5dd64aa614ab66e6b4f95e2d67bb5faae6dda52" dmcf-pid="t1hjkmYcXn" dmcf-ptype="general">김관오 선임연구원은 “트윈 스크류 기반 전처리 기술은 고체 시료 기반 분석의 실용화를 위한 기반 플랫폼으로, 기존 액체 중심 체외진단 시스템의 한계를 보완하는 기술적 해법을 제시한다”며 “농업, 식품, 환경 등 다양한 분야에서 진단 기술의 현장 적용 범위를 넓혀 진단 유연성과 분석 정확도 향상에 기여할 것”이라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="29e5ae28e12ad30e9661191665f65a0e33a42f44d96d424adecbc22acea0952b" dmcf-pid="FtlAEsGkYi" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 영국 왕립화학회가 발행하는 국제학술지 ‘Analyst’에 표지논문으로 선정됐다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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