마이크로 미터 크기의 세포나 파티클의 크기, 형태 및 활성도 등의 분석은 의학·생명공학·약물독성학·환경미생물·재료공학 등의 분야에서 널리 활용된다. 하지만 이를 위해서는 플로우사이토미트리(Flow-cytometry), 쿨터카운터(Coulter Counter), 입도분석기(Particle Analyzer) 등의 고가, 대형의 자동화된 장비를 이용하거나 현미경과 같은 광학기기를 잘 훈련된 검사자가 일일이 수작업으로 확인해야 하는 번거로움이 있었다.

연구팀은 이번 연구에서 다양한 세포나 파티클의 그림자(혹은 회절) 패턴을 분석하고, 그림자 파라미터들을 새롭게 정의해 그 중 특정한 그림자 파라미터(Peak-to-Peak Distance, PPD)가 세포의 크기에 선형적으로 비례한다는 사실을 밝혀냈다. 이러한 그림자 파라미터 추출을 통한 세포·파티클의 분석을 안드로이드 기반의 스마트폰(Galaxy S3, Samsung)에서 가능하게 하는 응용기술 또한 개발했다.

연구팀은 이 기술을 이용해 적혈구(Red Blood Cell)·간암세포(HepG2)·유방암세포(MCF-7)·자궁암세포(HeLa) 등의 다양한 세포와 폴리스타이린(Polystyrene) 마이크로 비드 등에 적용한 결과 기존 기술대비 측정의 일치도가 5um 분해능 기준 0.996 정도로 높다는 사실을 확인했다. 최소 수 백 만원 이상의 비용이 드는 현미경 기반 기술에 비해 궁극적으로 $100 이하의 저가, 9.3 x 9.0 x 9.0 cm3 이하의 소형 플랫폼으로 구현할 수 있다는 사실도 증명했다.

이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업(후속지원), BK21+(건강안전진단 ICT 융합기술연구팀), 중점연구소지원사업(광전자신소재연구소)의 지원과 중소기업청이 추진하는 융복합기술개발사업(기술이전과제)의 지원으로 수행됐다.

연구결과는 국제학술지 바이오센서스 & 바이오일렉트로닉스지 온라인판 10월 18일자에 게재됐다.

서성규 교수는 “본 연구실 소속 대학원생들이 제 1저자로 2012년 2건에 이어 좋은 연구결과를 본 학술지에 게재한 것은 연구중심 대학으로서 고려대 세종캠퍼스의 높은 잠재력을 보여준 좋은 사례가 된 것 같아 자랑스럽다”고 밝혔다.