이도환 교수(전기공학과) 연구팀, 전기 없이 사용 가능한 타액 전처리 장치 

‘SaliFilter’ 개발

- 코르티솔 정밀 진단 위한 휴대형 타액 전처리 기술 개발, 타액 점성과 단백질 문제 해결 -

- 스트레스 자가 측정 및 비대면 헬스케어 활용 기대, SCI급 저널(Sensors and Actuators B: Chemical) 게재 –

모교 이도환 교수(전기공학과) 연구팀이 비침습적 스트레스 진단을 위한 휴대형 타액 전처리 장치‘SaliFilter’를 개발하고, 이를 국제 저명 학술지에 게재했다.

현대인의 만성 스트레스와 수면장애, 우울증 등의 증가로 인해 스트레스 호르몬인 코르티솔(cortisol)을 이용한 생체 신호 기반 자가진단 기술에 대한 수요가 높아지고 있다. 특히 타액 기반 진단은 비침습적이고 자가 수집이 가능해 이상적인 진단 샘플로 주목받고 있지만, 타액의 높은 점도와 혼입된 단백질 및 뮤신 등 간섭물질로 인해 정확한 측정이 어려운 문제가 있었다.

이를 해결하기 위해 연구팀은 적혈구막(RBCM) 코팅 나노필터와 폴리에테르술폰(PES) 멤브레인을 결합한 휴대형 전처리 장치‘SaliFilter’를 고안했다. 해당 장치는 외부 장비 없이도 손으로 작동 가능하며, 약 2분 이내에 타액 내 단백질과 뮤신의 함량을 약 80%로 제거할 수 있다. 이를 통해 타액 점도를 물 수준으로 낮추고, 간섭 물질로 인한 진단 오류를 효과적으로 방지할 수 있다.

연구팀은 SaliFilter를 통해 전처리한 타액을 측정한 결과, 최소 1.47 ng/mL의 낮은 코르티솔 농도까지 정밀하게 검출 가능함을 입증했다. 이는 실제 사람의 저녁 시간대 코르티솔 농도 범위보다 낮은 수준으로, 일상적인 생체 리듬 변화까지 추적할 수 있는 높은 민감도를 갖췄다는 의미다.

또한 상용 타액 키트(Salivette, Supersal)와의 비교 실험에서도, SaliFilter는 월등한 유속 흐름과 명확한 농도-신호 반비례 응답 특성을 나타냈다. 반면 상용 키트는 점액 제거가 불충분해 측정 실패가 빈번히 발생했으며, 농도에 따른 일관된 신호 변화를 보이지 못했다.

연구팀은 “SaliFilter는 코르티솔 외에도 다양한 타액 바이오마커로 확장 가능한 플랫폼”이라며, “자가 스트레스 모니터링, 현장진단(point-of-care), 비대면 헬스케어, 저소득 국가 보건 진단 등 다양한 분야에서 활용 가능성이 높다”고 밝혔다.

이번 연구는 광운대학교 교내연구비 지원으로 수행되었으며, 연구 결과는 Elsevier에서 발간하는 국제 저명 학술지인 Sensors and Actuators B: Chemical(IF=7.7, JCR 상위 1.9%)에 게재되었다.

■ 논문 링크 : https://doi.org/10.1016/j.snb.2025.138325

출처 : 광운대학교 최신연구성과 (kw.ac.kr)