혈액은 다양한 질병을 진단하는 데 중요한 지표가 되는 바이오마커를 포함하고 있어 현대 의학에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 하지만 정밀한 분석을 위해서는 원심분리기를 사용하여 혈구와 혈장을 분리하는 전처리 과정이 필수적입니다. 문제는 이 방식이 고가의 장비와 전문 인력을 필요로 하며, 소량의 혈액을 처리하기에는 효율성이 떨어진다는 점입니다. 이로 인해 대형 병원이 아닌 소규모 의료기관이나 보건소에서는 신속한 진단과 대응에 한계를 느끼고 있으며, 누구나 쉽고 빠르게 활용할 수 있는 새로운 혈액 분석 기술의 도입이 절실한 상황이었습니다.

혈액 분리 후의 증강 과정이 대형 병원에 편중된 현 상황에서, 소규모 의료 시설에서도 즉각 활용 가능한 분석 기술의 필요성이 대두되고 있습니다.

한국생산기술연구원에서는 이러한 한계를 극복하고자 혈액 전처리 분리막과 표면 증강 라만 산란(SERS) 기판을 하나로 합친 혁신적인 분석 플랫폼을 개발했습니다. 이 기술은 별도의 분리 단계 없이 혈액 한 방울을 떨어뜨리는 것만으로도 고감도 분석이 가능하게 해줍니다. 혈액 전처리 분리막이 혈구 세포를 걸러내는 동안 혈장은 수직 배향 다공성 금속 박막을 통과하여 기공 내부에 머무르게 됩니다. 이후 기판을 뒤집어 라만 산란광을 조사하면 혈장 내 성분을 즉각적으로 파악할 수 있어, 시간과 비용을 획기적으로 절감하면서도 정밀한 진단 결과를 얻을 수 있습니다.

이 플랫폼의 핵심은 전해 도금 공정과 계면활성제의 자기조립 특성을 활용해 제작된 수직 배향 다공성 금속 박막에 있습니다. 약 6나노미터의 균일한 기공 크기는 거대 단백질이나 혈구를 효과적으로 차단하며, 기공이 작아질수록 측정 감도가 더욱 향상되는 특징을 보입니다. 도금 시간을 조절하여 수직 배향 다공성 금속 박막의 두께를 최적화함으로써 분석 성능을 극대화할 수 있으며, 실제 전혈 내 약물 성분 분석에서도 짧은 시간 안에 순수한 성분만을 검출하는 데 성공했습니다. 이 기술은 혈액 진단 분야를 넘어 다양한 분석 환경에서 활용될 수 있는 무궁무진한 가능성을 지니고 있습니다.