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의료기술 발달로 아무리 편리해진 오늘날이라지만 당뇨환자라면 아침마다 해야만 하는 혈당 검사는 여전히 불편하다. 뾰족한 바늘로 손가락을 찌르고 피를 짜내 센서에 묻히는 식이다. 피의 양이 너무 적거나 잘못 묻히는 불상사가 생기면 다시 한 번 손가락을 찔러야만 한다. 만약 센서가 좀 더 민감했다면 다시 찌를 일은 생기지 않을 것이다.

이것이 가능하려면 바이오센서가 훨씬 더 민감해져야만 한다. 먼저 바이오센서의 원리는 이렇다. 검출하고자 하는 물질이 센서의 수용기를 자극하면 거기서 발생하는 신호의 양을 측정한다. 수용기에 물질이 붙었을 때만 발생하는 전기신호를 받아들이거나, 물질과 만나면 빛을 내는 광학염료를 넣어 발생하는 빛의 세기를 측정하는 식이다.

그렇다면 어떻게 해야 더 민감한 센서를 만들 수 있을까. 나노구조 설계가 그 해법으로 떠오르고 있다. 일정한 부피에 나노미터 수준으로 만든 아주 작은 센서들을 밀집시킬 수 있기 때문에 이전까지는 검출할 수 없던 미량의 물질도 찾아낼 수 있다. 바이오센서 크기 전체가 작아지는 건 덤이다. 탄소나노튜브, 실리콘 나노와이어 같이 아주 작은 물질들이 나노바이오센서에 쓰인다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 체내에서 암과 관련한 물질을 1fg/mL(fg는 펨토그램으로 1000조 분의 1) 감도로 찾을 수 있는 센서를 만들었다. 한국과학기술연구원(KIST)이 개발한 센서는 혈액 안에 존재하는 1pg/mL~100ng/mL의(pg는 피코그램으로 1조 분의 1g, ng는 나노그램으로 10억분의 1g) 극미량의 물질을 감지할 수 있다. KIST는 이 센서로 “전립선암과 심혈관계 질환을 진단하는 단백질을 검출할 수 있다”고 설명했다.

앞으로의 고령사회에서 바이오센서 시장은 점점 더 커질 전망이다. 특히 극소량의 혈액만으로도 정확한 진단을 내려주는 가정용 센서가 꾸준히 인기를 끌 것으로 보인다. 영화 ‘아일랜드(2005)’에서처럼 생활 곳곳에 숨어 있는 센서가 내 건강상태를 알려주는 미래가 멀지 않았다.