현장의료 적용을 위한 혈액 전처리 기술동향

Current Trends of Blood Pretreatments for Point-of-Care Medical Services

저자
최요한, 정광효, 김원익, 박상기, 김태완, 박우구 / 미래기술전략연구실
권호
30권 2호 (통권 152)
논문구분
생태계 확장형 ICT R&D동향 특집
페이지
40-48
발행일자
2015.04.01
DOI
10.22648/ETRI.2015.J.300205
초록
우리나라를 비롯한 선진국들의 고령화 추세와 맞물려 재택의료와 같이 의료기관과 전문인력이 배제된 현장에서 적용할 수 있는 의료행위에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다. 이를 위한 다양한 검사와 진단방법이 개발되고 있는데, 주요 검사대상으로 사용되는 혈액의 전처리 과정은 매우 중요한 첫 단계이다. 전력이 공급되지 않는 상황에서 비전문가가 중대형 장비에 의존하지 않고 최소한의 시간에 혈액을 특정 검사 직전 단계까지 처리하는 방법에 대해 많은 연구가 진행되어 왔다. 본고는 현장의료에 있어서 혈액 전처리의 중요성과 필요성 및 이와 관련된 시장을 살펴보고, 특히 혈구 제거를 위해 현재까지 보고된 매우 폭넓고 다양한 방법 중 대표적인 국내외 사례들과 ETRI의 연구결과들을 소개한다.
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Ⅰ. 서론

1. 현장의료의 중요성과 필요성

최근 전문 의료인력이나 장비가 구비되지 않은 현장에서 의료행위를 수행하기 위한 현장적용형 의료기술 개발에 많은 시도가 이루어지고 있다. 의료 행위의 특성상 특정 처치나 시술보다는 다양한 검사에 대한 시장이 크게 확대되고 있는데, 보도에 따르면 2012년 50조원의 세계 체외 진단기기 시장은 2020년에 80조원에 이를 것으로 예상되고 있다[1]. 급성 심근경색과 같은 응급환자에게 있어서 현장의료 행위는 병원에서 본격적인 진단과 처치가 이루어지기 전에 기본적인 검사를 수행하도록 하여 환자에게 주어진 골든타임을 절약하는 큰 장점이 있다. 또한, 당뇨와 같은 만성질환 환자에게는 단순 검사를 위해 통원에 소요되는 시간, 경비 및 노동력을 절감하는 동시에 개인이 감수할 수 있을 정도로 빈번한 검사를 수행할 수 있게 하여 질환의 모니터링에 적합한 의료행위라 할 수 있다. 특히, 고령화가 급속하게 진행되는 상황에서 노인성 만성질환의 폭발적 증가 및 이에 따른 재택 의료 행위 수요의 동반 증가가 예상된다[(그림 1))참조][2].

(그림 1)

한국, 중국, 일본 등의 고령화 진행[2]

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2. 현장의료에서 요구되는 사항

현장의료는 그 행위와 장소 및 행위자가 일반적인 의료행위와 차별되는 특징들이 있으며 이로 인해서 몇 가지 독특한 요구사항이 발생한다. 첫째, 현장의료의 대부분은 의료 대상자가 스스로 수행하거나 비전문 의료인력에 의해 이루어진다. 따라서, 의료행위 자체가 의료법에 저촉되지 않도록 매우 간단하게 수행되어야 하며, 동시에 비침습적이거나 최소한으로 침습적이어야 한다. 둘째, 현장의료의 주요 적용 질환은 특성상 급성인 경우가 대부분이다. 그래서, 의료행위의 결과가 즉시 효력을 발휘해야 하며, 진단의 경우에는 실시간으로 혹은 최소한의 시간 내에 결과를 도출해야 한다. 셋째, 진단기기를 포함하는 거의 모든 현장적용형 의료기기는 통상적인 전압으로 전원을 공급받지 못하는 상황에서도 사용될 수 있어야 한다. 따라서, 배터리 등 최소한의 전원이나 무전원으로 구동되어야 한다. 이와 같은 조건들을 충족시키는 전형적인 사례로 쉽게 이해될 수 있는 것에 심정지 환자에게 응급으로 사용되는 자동제세동기(AED: Automated External Defibrillator)가 있는데, 이것은 최소한의 교육을 받은 비전문가가 즉각적인 효력을 위해 사용할 수 있으며, 자체 충전된 전원을 사용하여 구동된다.

3. 현장진단 대상으로서 혈액의 장단점

현장의료 행위에서 가장 많은 시장을 차지하고 있는 혈당 측정기의 경우, 한 방울(10㎕ 이하)의 혈액으로 혈당 수치를 측정해낸다. 혈당 외에도 심근경색, 간 기능, 종양 유무, 각종 감염 상태 등 혈액으로부터 즉각적으로 알아낼 수 있는 다양한 급성 및 만성 질환마커(marker)는 매우 다양하다. 사실, 혈액은 혈당을 포함하여 약 100여 가지의 건강 관련 수치를 제공하는, 건강검진의 핵심이라고 할 수 있다.

한편, 침이나 소변과 같은 비침습적 시료도 검사대상이 될 수 있으며 실제로 소변을 통해서도 많은 정보를 얻어내고 있다. 하지만, 그 생성과정의 특성상 신체상태에 대한 정보의 종류가 극히 제한적이다. 또한, 대상자의 자발적 의사에 의해 채취가 가능하여 의식 불명의 응급환자로부터 채취하기에는 부적절한 시료라 할 수 있다.

그런데, 혈액은 사실 액체라 보기 어려울 정도로 혈구가 차지하는 비중(hematocrit)이 커서 이를 제거하지 않으면 진단이 거의 불가능하다. 또한, 혈구를 제외하더라도 혈장의 단백질은 albumin, immunoglobulin 등 6 종의 단백질들이 전체의 95%를 차지한다[(그림 2) 참조][3][4]. 실제로 임상적으로 의미를 갖는 주요 마커 단백질은 1% 미만의 단백질 안에 혼합되어 극미량으로 존재하며, 심지어 감염성 질환을 검사하기 위해 찾아내야 하는 감염균의 단백질이나 DNA, RNA 등의 유전물질은 ppm(parts per million, 백만분의 일), 혹은 ppb(parts per billion, 십억분의 일) 이하로 존재하는 경우가 일반적이다. 따라서, 분석대상이 되는 극미량의 특정 물질을 특이적으로 정확하게 검출하는 것이 실제로 사용 가능한 제품개발의 성패를 쥐고 있다.

(그림 2)

혈장 구성 단백질의 조성[3]

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이렇듯 혈액은 현장의료를 실질적으로 대변하는 현장진단의 가장 적절한 대상이 되면서 동시에 특이적 분석이 매우 어려운 시료이다. 따라서, 진단상의 분석을 보다 용이하게 하기 위해 채취된 혈액에 대해 전처리가 가해지게 되는데, 가장 대표적인 과정은 혈구 성분을 제거하는 것으로 거의 모든 의료기관에서는 원심분리법으로 이 과정을 수행한다[(그림 3) 참조]. 그런데, 이 과정에서 사용되는 원심분리기는 보통 휴대가 곤란한 대형이며, 100~200volt의 전압으로 공급되는 전원을 요구하여 본 문헌에서 기술하는 현장적용형으로는 적합하지 않다는 단점이 있다. 아울러, albumin과 같이 다량으로 존재하는 비검사 대상 단백질들은 특이적 분석의 저해뿐 아니라 시료의 점도를 크게 높여 미세구조 내 시료 이송을 어렵게 하는 문제도 야기하지만 이에 대한 전처리는 거의 주목받지 못하고 있다.

(그림 3)

원심분리기를 사용한 혈구 성분 분리 제거

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Ⅱ. 국내외 현황

1. 혈액 전처리와 관련된 의료시장 현황

현장검사의 시장규모는 2012년 52.9억 달러로 전체 체외진단기 시장의 13%를 차지하고 있으며, 2017년까지 87.4억 달러의 성장을 보일 것으로 전망되고 있는데, 비용과 규제 문제로 인하여 서유럽 등에서 각광받고 있고 이는 개발도상 국가에도 공히 적용되어 수요가 증가하는 요인으로 작용하고 있다[(그림 4) 참조][5]. 그런데, 혈액을 대상으로 하는 현장검사의 경우 대부분의 표지물질들이 혈구 외부에 단백질 등의 생체물질로 존재하여, 앞서 기술한 바와 같이 일반인인 최종 사용자가 특정 현장에서 혈구를 포함한 전혈에서 혈장이나 혈청을 분리하는 기술이 적은 양의 혈액을 대상으로 손쉽고 빠르게 구현되어야 한다. 또한, 이러한 기능이 저렴하게 구현되어야 하는 시장성의 요구도 충족되어야 한다.

(그림 4)

연도별 현장검사 시장규모 현황과 전망

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<출처>: Frost&Sullivan, “Analysis of the Global in Vitro Diagnostics Market,” 2013.

생체물질을 감지하는 기술은 ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)를 기반으로 다양하게 변형되어 변색 반응, 형광표지, 전기화학 반응 등 대단히 높은 감도로 구현되고 있으나, 정작 시료 전처리 단계의 문제해결이 기술적 병목현상이 되고 있다. 그러므로, 이 기술의 선도적 해결은 현장적용형 의료시장의 콘텐츠 확대에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

혈액으로부터 혈구를 제거하는 전처리와 특정 바이오마커에 대한 측정을 하는 일련의 과정은 중소형 병원의 진단검사실의 경우, 원심분리기 등의 몇 가지 장비와 일회용 스트립을 이용하여 수동으로 이루어지고 있으며, 대형병원의 검사실에서는 대형장비에 의해 자동화되어 수행되고 있다. 이들 실험실용 소형장비와 대형 자동화장비는 이미 국내외 전문중소업체 및 Roche, Siemens, Inverness, Abbott, Qiagen, Cepheid, Beckman 등의 다국적 제약회사에 의해 상용화가 이루어졌다.

최근에 현장진단, 체외진단 수요의 급격한 증가로 인하여 많은 일회용 스트립 키트, 시약, 측정리더기 등이 개발되어 상용화되고 있으나, 여전히 실험실 장비 수준의 재연성과 민감도를 얻기에는 기술적으로 한계를 보이고 있다. 이것의 대표적인 원인으로 현장에서 사용될 수 있는 혈액 전처리 기술이 여전히 부족한 것이 제기되고 있다. 즉, 일반인이 현장에서 손쉽고 빠르게 저가의 칩을 이용하여 전혈에서 혈장이나 혈청을 분리하는 기술이 요구되고 있다. 일회용 스트립의 대표적인 예로서, Alere사의 Biosite 칩이 있으나 이들 스트립칩의 경우 혈장분리용 종이필터를 사용하여 많은 양의 혈액과 시간이 소모되는 단점을 가지고 있다[(그림 5) 참조].

(그림 5)

Alere사의 진단칩 제품군

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* 약 0.2ml 이상의 혈액 소요

<출처>:http://www.alere.com

현장검사와 관련된 시장은 세계 Top 3 기업이 59.9%를 점유하였으며, 시장 리더인 Alere의 경우 AmMed, eScreen, Amedica 인수를 통하여 POCT 의약품 및 독성진단 분야의 경쟁력을 확보하였다[5]. 하지만, 현재 이 분야는 아직은 규모가 여타의 대형 제약사가 뛰어들기에는 크게 형성되지 않았다. 국내 사정도 마찬가지여서 체외진단협의회 회원사 74개사 분석결과 68개 회사 중 55개 회사(81%)가 한가지 분야의 소형제품들을 출시하고 있었고, 주로 분자진단 관련 제품이 다수였다(39개 업체, 57.4%). 이어 면역진단 23개 회사(33.8%), 자가혈당측정기를 포함한 생화학측정 분야 18개 회사(26.5%) 등 이었다[5].

2. 해외 연구동향

이러한 현장진단, 체외진단 분야의 요구에 따라, 소량의 혈액으로부터 혈장을 신속하게 분리하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히, 1990년대 이후 MEMS 기술, microfluidics 기술의 급속한 발전으로 다양한 구동방법들이 적용된 소형 microfluidics칩들에 대한 연구가 보고되었다. 즉, 중력, 원심력, 전단력, 전자기력, 광파워, 음파력 등 다양한 구동력을 이용하고, 이들 힘을 이용하기 위한 미세 MEMS 구조를 적절히 배치하여 효과적인 필터링의 방법을 제안하고 있다. 혈장 분리 필터 개발의 예를 살펴보면, 혈구보다 작은 크기의 미세구조체를 유로에 배치하고 혈액을 외부로부터 주입하면서 혈구는 미세구조체에 의해 걸러져 혈장만 추출되도록 하는 방법[(그림 6) 참조][6], 도관상에 설치된 미세구조에 의해 입자의 진행을 편향시켜 크기에 따라 분리하는 방법[(그림 7) 참조][7] 등이 보고되었다. 미세구조물 외에도 마이크로 채널 상의 원심력을 이용하여 혈구와 혈장을 분리하는 방법도 개발되었는데[(그림 8) 참조], 하나의 디스크상에서 여러 개의 서로 다른 시료를 처리할 수 있게 함으로써 HTS(High Throughput Screening)로 응용할 수 있는 가능성을 열었다[8].

(그림 6)

혈구 제거를 위한 미세구조물 제작 사례[6]

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(그림 7)

비드 편향 연구 사례[7]

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*미세구조물과 Laminar Flow에 의해 비드가 편향되도록 조절하는 방법

(그림 8)

원심력에 의해 혈장을 분리해내는 기술[8]

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불균일한 전기장의 형성을 통해 혈구를 지속적으로 분리해내는 방법으로 유전이동(dielectrophoresis)을 칩상에서 구현하는 방법도 지속적으로 개발되고 있다[(그림 9) 참조][9][10]. 한편, 음파를 이용하여 지질이나 고분자 입자를 분리하는 방법을 응용하여, 마이크로채널상의 층류(laminar flow) 혈액 유동에 외부적인 음파를 가하여 혈구를 집중시켜 분리시키는 연구도 주목받았다[(그림 10) 참조][11]. 혈구와 혈장의 밀도 차이에 의한 관성력 차이를 이용한 방법도 보고되었는데, 관성력 차이를 극대화하기 위하여 채널 폭을 수축 후 급속 확장시켜 혈구와 혈장이 편향되어 분리되는 것으로 지속적인 구동이 가능하다[(그림 11) 참조][12]. (그림 12)의 연구는 전혈을 주입하고 전처리 후에 바이오마커가 감지되는 all-in-one 시스템을 구현한 사례이다[13]. 이 연구에서는 전혈이 특정 지역을 지나면서 혈구가 침강되어 상층부의 혈장이 감지부로 진행되도록 하였다. 따라서, 혈구의 침강에 별도의 구동력을 필요로 하지 않는 장점이 있으나 자연중력에 의존하여 다소의 시간이 소요된다.

(그림 9)

유전이동으로 구현된 Hydrodynamic Focusing[9]

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(그림 10)

음파를 이용한 혈구 분리 연구[11]

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(그림 11)

관성력에 의한 혈장 분리 연구[12]

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(그림 12)

중력에 의한 혈구의 제거 및 이를 집적한 칩[13]

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이 외에도 낮은 높이의 격막을 이용하는 방법, 박막 (membrane)의 종이나 유리섬유 혹은 다공성 매질을 혈액 유동의 측면 혹은 정면에 배치하여 혈구를 분리시키는 방법 등이 제안되었다. 스위스 Neuchâel 대학의 E. Verpoorte 그룹, Nanogen의 M. Madou 그룹, 동경대학의 M. Yamada 그룹 등에서 많은 연구자가 다양한 방법으로 효율적인 혈액 필터 전처리 방법과 연구결과를 제시하고 있다. 그러나, 종래 연구된 혈액 필터 소자는 다양한 가능성을 제시하였으나, 혈장 분리 필터의 일반적인 요구사항인 소량의 시료 혈액 사용, 높은 혈구 제거 효율, 간편한 동작, 비희석, 신속성, 재현성, 저가 일회용 사용, 범용성 등을 전반적으로 만족시키기에 기능적으로 부족한 문제점을 지니고 있어, 여전히 이들 요구사항을 두루 갖춘 현장 체외진단에 적용 가능한 필터의 개발이 요구되고 있다.

3. 국내 연구동향

국내의 경우, 기존 IT기술과 연계할 수 있는 e-health 건강관리 기술, ubiquitous 센서 기술 등을 위한 대규모의 연구와 투자가 지속적으로 이루어지고 있으며, 이들을 위 한 현장진단, 체외 진단용 바이오칩, 바이오센서 기술에 높은 관심이 집중되고 있다. 특히, 국내 연구진은 MEMS 기술, microfluidics 기술에서 선진국에 근접한 수준으로 양질의 연구결과를 제시하고 있으며, 이들 기술이 적용되는 혈액 전처리 분야에서도 우수한 연구결과를 도출하고 있다. 삼성종합기술원, LG 전자기술원, LG 화학, KIST, ETRI, KAIST, 서울대학교 등 대기업, 정부출연연구소, 대학교 등에서 관련 연구를 수행한 바 있으며, SD, 바이오니아, 인포피아, 안국바이오진단 등 중소/중견 기업에서는 특화된 기술을 통해 스트립 키트 형태의 진단 키트를 상용화 성공했으며 이를 추진 중에 있다. 대표적으로, 삼성전자는 초소형 혈액검사기와 Lab-on-a-Disc를 개발하였는데, 원심력에 의한 혈장 분리 기술을 적용하였으며[(그림 13) 참조], 후속 연구를 통해 다양한 생화학 및 면역학적 감지를 위한 개발이 이루어지고 있다[14][15]. 나노엔텍에서는 PSA(Prostate-Specific Antigen) 또는 TSH(Thy-roid Sti-mulating Hormone)를 4분 이내에 특이적으로 감지하는 칩 및 모체 시스템을 개발하여 상용화했는데[(그림 14) 참조], 외부에서 혈구가 제거된 혈청이나 혈장을 칩에 적용한다[16]. 분자진단 관련 국내 선두그룹에 있는 바이오니아는 핵산과 단백질을 추출하기 위한 전처리 기능을 자동화한 제품 라인업을 잇따라 선보이며[(그림 15) 참조], 관련 사업을 확장하고 있다[17].

그러나, 이러한 우수한 연구개발 결과와 상용화 시도에도 불구하고, 선진국과 마찬가지로 현장 체외진단에 사용될 수 있는 혈액 전처리 기술이 여전히 부족하여 바이오칩의 상용화에 걸림돌이 되고 있다.

(그림 13)

삼성에서 개발한 초소형 혈액검사기와 Lab-on-a-Disc[14]

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<출처>: http://www.etnews.com/200705080092

(그림 14)

나노엔텍의 현장진단시스템

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(그림 15)

바이오니아에서 상용화한 ExiPrepTM 16 Plus[17]

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*16개의 생체시료를 동시에 전처리하여 핵산이나 단백질을 추출

4. ETRI의 연구개발 현황

ETRI에서도 혈액의 전처리를 포함한 자동화 취급 등에 많은 연구가 진행되고 있는데 주로 개별적 요소 기술에 대한 개발에서 많은 성과를 이루었다. 미세구조물 내에서 액상의 시료를 자동으로 저장, 이송 및 반응시키는 분야를 포함하여[(그림 16) 참조], 혈장을 분리하는 요소 기술이 적용된 칩의 개발에도 박차를 가하고 있는데[(그림 17) 참조], 특히 최근에는 무전원으로써 희석되지 않은 전혈에서 혈장을 분리하는 기술을 구현하였다[(그림 18) 참조][18]. 또한, 혈구의 응집을 유도하여 보다 많은 양의 혈장이 30초 이내에 회수되는 기술도 개발하고, 여기에 알부민 제거 기능을 모듈화하여 다기능 실시간 전처리를 선보였다[19].

(그림 16)

ETRI의 유체 처리 개발사례들

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*액상 시료의 저장, 이송 및 반응 등의 기능을 수행하는 칩과 모체

(그림 17)

ETRI에서 개발한 혈구 제거 기능 칩

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(그림 18)

무전원으로 구동 가능한 현장 적용형 혈장 분리 시스템[18][19]

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Ⅲ. 결론

본고에서 기술한 현장적용형 혈액 전처리 기술의 상용화는 혈액을 기반으로 하는 다양한 진단분야에 적용 가능하며, 특히 대형병원이 아닌 현장적용형 진단에 적합하다. 따라서, 본 기술이 적용될 수 있는 시장은 초고속 진단이 필요한 응급의료, 비전문가가 사용자인 재택의료, 무동력 구동이 요구되는 현장의료, 기타 축산업 등이 있다. 이에 따라, 본 기술의 주요 수요는 소수의 다국적 제약기업과 다수의 중소 의료업체들로 현장진단기술의 상용화 확산을 위한 업계에서 많은 요구가 있을 것이다. 특히, 본 기술의 활용은 특정 진단에 한정되지 않으며 혈장이나 혈청을 기반으로 하는 거의 모든 진단에 활용될 수 있으므로, 혈액 전처리 단계 기술의 부재로 인해 활성화되지 못했던 진단 기술의 신규 시장 창출에도 크게 기여할 것으로 예상한다. 한편, 앞서 기술한 바와 같이 혈액에 포함된 알부민 등 다량의 단백질은 특이적 검출을 저해하는 동시에 미세구조물 내에서 시료의 점도를 크게 높이는 역할을 한다. 따라서, 혈구 제거를 위한 전처리 외에 검사 대상이 아닌 생체물질을 제거하는 전처리 또한 기술적으로 유망한 분야로 전망된다. 본고에서 소개한 분야에 대한 보다 학술적인 현황은 추가 문헌을 통해 참고할 수 있다[20].

용어해설

혈장(Plasma)응고되지 않은 혈액에서 혈구 성분만을 원심분리 등으로 제거한 액상 상태. 혈액을 충분히 응고시킨 후, 응고된 혈구 성분을 제거한 상태는 혈청(serum)이라고 구분함.

침습적(Invasive)의료행위의 과정에서 대상에 대한 상해가 발생하는 것을 말하며, 외과적인 절개, 바늘의 삽입을 통한 뇌척수액 추출 등을 예로 들 수 있음. 반대적인 개념으로 '비침습적'인 방법은 초음파 검사 등과 같이 전혀 상처를 입히지 않는 것을 이름.

헤마토크릿(Hematocrit)혈액 전체에서 적혈구가 차지하는 부피를 %로 표시한 것. 개인별로 차이가 있으며 한 개인이라도 건강상태에 따라 변화할 수 있음. 성인의 경우 통상적으로 35%~55%의 수치를 보임.

ELISA(Enzyme-Linked Immunosorbent Assay)신호를 증폭하는 효소와 대상 물질에 대한 특이적 항체를 사용하여 특정 물질을 감지해내는 면역학적 기법. 감지 대상 물질에 따라 다양한 변형이 가능하며 현대 면역학적 검사의 기반을 이루고 있음.

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)실리콘 미세가공 기술을 기반으로 하여 2차원 혹은 3차원의 다양한 기능적 구조물을 제작하고 응용하는 기술분야

HTS(High Throughput Screening)대량 스크리닝, 혹은 고속 대량 스크리닝. 다수의 대상에 대한 탐색(스크리닝)을 짧은 시간에 동시다발적으로 수행하는 것. 주로 신약개발이나 다중 반응 등의 분야에 사용되는 방식을 총칭하며, 고밀도의 반응기와 자동화시스템이 결합됨.

유전이동(Dielectrophoresis)유전체(dielectric particle)가 밀도가 불균일한 전기장에 놓이면 전기장의 밀집도에 따른 이동을 보이는 현상. 전기장상에서 표면에 전하를 띄는 물질을 유전체라고 함.

층류(Laminar Flow)기체나 액체가 서로 섞이지 않고 흐름의 방향에 평행한 층을 유지한 채로 움직이는 것. 점성, 유속, 구성 요소 등 여러 요인에 영향을 받으며, 쉽게는 높은 점성 유체의 저속 흐름에서 찾아볼 수 있음.

PSA(Prostate-Specific Antigen)/TSH(Thyroid Stimulating Hormone) 각각 전립선특이 항원, 갑상선 자극 호르몬으로 전립선과 갑상선의 암과 기능 이상 등을 검사하는 지표로 사용됨.

약어 정리

AED

Automated External Defibrillator

ELISA

Enzyme-Linked Immunosorbent Assay

HTS

High Throughput Screening

MEMS

Micro Electro Mechanical Systems

ppb

parts per billion

ppm

parts per million

PSA

Prostate-Specific Antigen

TSH

Thyroid Stimulating Hormone

[1] 

조선비즈, “삼성은 왜 체외진단기기를 택했나,” 2014. 11. 27.

[2] 

KDB대우증권, “의료기기-성장의 맥,” 2014. 12. 1.

[3] 

http://www.appliedbiomics.com/Application_Gallery/ serum-proteomics.html

[4] 

Fiber Cell System, http://www.fibercellsystems.com/ products_cdmhd.htm

[5] 

허영 외, “체외 진단기기(In Vitro Diagnostics) 현황 및 전망,” KEIT PD Issue Report, vol. 14-11, 2014. 11, pp. 73-93.

[6] 

H. Andersson et al., “Micromachined Flow-Through Filter-Chamber for Chemical Reactions on Beads,” Sens. Actuators B, vol. 67, 2000, pp. 203-208.

[7] 

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NanoEnTek, http://www.nanoentek.com/

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BIONEER, http://www.bioneer.co.kr/

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(그림 1)

한국, 중국, 일본 등의 고령화 진행[2]

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(그림 2)

혈장 구성 단백질의 조성[3]

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(그림 3)

원심분리기를 사용한 혈구 성분 분리 제거

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(그림 4)

연도별 현장검사 시장규모 현황과 전망

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<출처>: Frost&Sullivan, “Analysis of the Global in Vitro Diagnostics Market,” 2013.

(그림 5)

Alere사의 진단칩 제품군

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* 약 0.2ml 이상의 혈액 소요

<출처>:http://www.alere.com

(그림 6)

혈구 제거를 위한 미세구조물 제작 사례[6]

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(그림 7)

비드 편향 연구 사례[7]

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*미세구조물과 Laminar Flow에 의해 비드가 편향되도록 조절하는 방법

(그림 8)

원심력에 의해 혈장을 분리해내는 기술[8]

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(그림 9)

유전이동으로 구현된 Hydrodynamic Focusing[9]

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(그림 10)

음파를 이용한 혈구 분리 연구[11]

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(그림 11)

관성력에 의한 혈장 분리 연구[12]

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(그림 12)

중력에 의한 혈구의 제거 및 이를 집적한 칩[13]

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(그림 13)

삼성에서 개발한 초소형 혈액검사기와 Lab-on-a-Disc[14]

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<출처>: http://www.etnews.com/200705080092

(그림 14)

나노엔텍의 현장진단시스템

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(그림 15)

바이오니아에서 상용화한 ExiPrepTM 16 Plus[17]

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*16개의 생체시료를 동시에 전처리하여 핵산이나 단백질을 추출

(그림 16)

ETRI의 유체 처리 개발사례들

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*액상 시료의 저장, 이송 및 반응 등의 기능을 수행하는 칩과 모체

(그림 17)

ETRI에서 개발한 혈구 제거 기능 칩

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(그림 18)

무전원으로 구동 가능한 현장 적용형 혈장 분리 시스템[18][19]

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