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[여성종합뉴스/홍성찬기자] 25일 미래창조과학부에 따르면 부경대 물리학과 장재원 교수는 미국 나노잉크사(社) 연구진과 공동으로 기존 방식보다 간단하고 단백질 변성 가능성도 작은 바이오칩 제조 기법을 개발했다.

재료과학 분야 국제학술지인 '어드밴스트 펑셔널 머티리얼스'의 12월17일자에 게재된 바이오칩은 특정 성질을 가진 단백질이 기판에 배열된 형태의 소자로특정 단백질과 관계된 질병을 진단하거나 생화학물질을 검출하는 데 쓰인다.

기존에는 유리 기판에 단백질을 직접 패터닝(기판에 물질을 점·선·모양 등 다양한 형태로 배열)하는 방식으로 바이오칩을 제조했다. 하지만 수분 증발 등으로 단백질이 쉽게 변해 바이오칩의 유효기간이 1∼2주에 불과했다.

또 패터닝을 위한 장비(마이크로어레이)가 필요해 제작 과정이 복잡했다. 마이크로어레이 기법은 단백질이 포함된 용액을 주사기 바늘 같은 노즐을 이용해 기판에 그려넣는 방법이다.

연구팀은 필요한 패턴이 미리 그려진 기판을 만들어 놓고, 칩을 사용하기 직전에 단백질과 결합시키는 방법을 개발했다.

먼저 나노 탐침(探針; 길고 가느다란 기구)을 이용, 단백질과 결합할 수 있는 알데하이드-실레인(Aldehyde-silane)을 유리기판 위에 원하는 패턴으로 그려넣었다. 실레인은 유리기판과, 알데하이드는 단백질과 잘 결합하는 성질이 있다.

이 기판을 단백질 용액에 노출시키면 단백질이 알데하이드-실레인 패턴을 따라 유리기판 위에 부착된다.

필요할 때마다 미리 만들어 놓은 알데하이드-실레인 기판에 단백질을 부착하면, 직접 단백질 패턴을 만들 때보다 단백질 변성이 일어날 가능성이 작고 기판을 오래 보존할 수 있다.

미래부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업 등 지원을 받은 이 연구의 결과 연구팀은 알데하이드-실레인 유리기판을 1년간 보관한 뒤에도 세포막결합 단백질인 '피브로넥틴'이 패턴을 따라 배열된 것을 확인했다.