약학부 김형섭 교수팀, 마약 성분 1000배 고감도 검출 바이오센서 개발
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2025-05-07
약학부 김형섭 교수
약학부 김형섭 교수 연구팀이 마리화나 등 마약 성분을 초고감도로 검출할 수 있는 생체분자 기반 바이오센서를 개발했다. 이 기술은 기존 방식보다 1000배 높은 민감도를 갖춰 약물 스크리닝, 마약 탐지 등에 활용될 전망이다.
연구팀에 따르면 신경계의 엔도칸나비노이드 시스템은 기분, 식욕, 통증 등 다양한 생리 기능을 조절하는 데 관여한다. 이러한 생리적 특성으로 인해 이 시스템의 핵심인 칸나비노이드 수용체는 약물 스크리닝의 중요한 표적으로 주목받고 있다. 특히 마리화나의 주요 활성 성분인 델타-9-테트라하이드로칸나비놀(THC)과 같은 칸나비노이드 수용체 타겟 마약류의 검출은 사회적, 의학적으로 시급한 과제로 부상하고 있다.
김형섭 교수는 신호 증폭이 가능하도록 유전적으로 변형된 CB1 수용체를 활용해 칸나비노이드 수용체 활성 물질을 고감도로 감지할 수 있는 전극을 개발했다. CB1 수용체를 나노베지클 형태로 추출한 후 이를 탄소나노튜브 전극에 결합하고, 수용체의 활성화에 따라 유도되는 칼슘 유입을 전기 신호로 변환하는 방식으로 센서를 구현했다.
연구팀은 이 센서를 통해 기존 세포 기반 측정 방법에 비해 약 1000배 높은 감도로 칸나비노이드 화합물을 검출하는 데 성공했다.
김형섭 교수는 "이 연구는 생체 단백질을 활용해 고감도 전기 센서를 개발한 것으로, 생체분자 기반 바이오센서 기술의 높은 응용 가능성을 보여준다"며 "향후 약물 스크리닝, 마약 탐지 등 다양한 분야로의 확장이 기대된다"고 밝혔다.
한편, 김형섭 교수는 한양대 의과대학 장용우 교수 연구팀과 함께 이번 연구를 수행했다. 연구 성과는 미국 화학회에서 발간하는 분석화학 분야 국제학술지 'Analytical Chemistry'(JCR 상위 5.7%, Impact Factor=6.8)에 게재됐다. 논문 제목: Ultra-Sensitive Biosensor Based on Cell-Derived Nanovesicles for CB1 Receptor-Targeted Drug Development in a Live Cell-Free Platform