동서대 김호진 교수 연구팀

‘레고처럼 조립하는’ 미세유체칩 기반 차세대 면역진단 기술 개발

15분 내 고감도 정량 진단 구현…

국제학술지 Sensors & Actuators: B. Chemical 게재

동서대학교 김호진 교수 연구팀이 레고 블록처럼 간단히 조립할 수 있는 플라스틱 기반 미세유체칩 면역진단 기술을 개발했다. 이번 연구는 기존 종이 기반 신속진단키트의 민감도와 재현성 한계를 극복할 수 있는 차세대 진단 플랫폼으로 주목받고 있다.

연구 결과는 국제 학술지 Sensors & Actuators: B. Chemical (Vol. 453, 2026)에 게재됐다.

기존 측면유동면역분석(LFIA)은 5~15분 내 결과 확인이 가능하다는 장점이 있지만, 민감도와 다중진단 성능 측면에서 한계가 있었다. 특히 미세유체칩 기반 기술은 정밀 접합 공정이 필수적이어서 제작 과정이 복잡하고 높은 기술 장벽이 존재했다.

김호진 교수 연구팀은 이를 해결하기 위해 ‘LAMFIA(Lego-like Assembled Microfluidic Flow ImmunoAssay)’ 기술을 개발했다. 플라스틱(PMMA) 소재의 상·하부 칩을 단순히 맞춰 조립하는 방식으로 제작할 수 있으며, 혁신적인 개방형 통로(Railed Channel) 설계를 적용해 조립 오차가 발생하더라도 시약 누수 없이 안정적인 모세관 흐름이 유지되도록 구현했다. 이를 통해 미세가공 전문 지식이 없는 연구자도 손쉽게 칩을 제작할 수 있게 됐다.

연구팀은 또한 다층 시약 구조와 층류 기반 유동 제어 기술을 적용해 시약 반응 시간을 정밀하게 조절했다. 건조 형광 시약 위에 수용성 폴리머(PVA) 층을 형성해 시약 재수화 시간을 지연시키고, 시료와의 반응 효율을 극대화했다.

특히 ‘유동 중 신호 증폭(iSA, in-flow Signal Amplification)’ 기술은 이번 연구의 핵심 성과로 평가된다. 기존 신속진단 기술은 신호 증폭을 위해 별도의 추가 공정이 필요했지만, LAMFIA는 시료와 검출 시약, 증폭 시약이 유동 과정에서 동시에 반응하도록 설계했다. 이를 통해 검사 시간은 15분으로 유지하면서도 검출 한계를 기존 대비 100배 이상 향상시켜 10 pg/mL 이하 수준의 고감도 검출을 구현했다.

아울러 단 10개의 마이크로입자만으로도 안정적인 신호 확보가 가능해 기존 대비 1000배 이상의 시약 절감 효과도 기대된다.

이번 기술은 코로나19 항체 진단을 시작으로 향후 다양한 질병을 동시에 검사하는 다중진단 플랫폼으로의 확장 가능성도 높게 평가받고 있다. 또한 플라스틱 사출 성형 기반 구조를 적용해 대량 생산이 가능하며, 의료 현장에서의 접근성과 경제성 역시 크게 향상될 것으로 기대된다.

김호진 교수 연구팀은 “LAMFIA 기술은 기존 신속진단 기술의 한계를 극복하면서도 현장 적용성을 높인 플랫폼”이라며 “향후 다양한 질병 진단 분야에서 활용 가능한 차세대 현장진단 기술로 발전시켜 나갈 계획”이라고 밝혔다.