인간의 호흡만으로 병을 진단할 수 있을까? 일반적으로 병을 진단할 때 사용되는 방법은 육안 검사나 X-RAY촬영, 채혈 등이다. 암과 같이 잘 드러나지 않는 병을 진단하기 위해서는 더욱 정밀한 진단방법이 필요할 때도 있다. 그런데 최근 특수한 향을 가지는 물질을 분별할 수 있는 시스템이 개발돼, 호흡에서 섞여 나오는 냄새로도 특정 병을 진단할 가능성이 열려 화제다.

 

지난 7일 부산대(총장 전호환)는 오진우 교수(나노에너지공학과)와 김규정 교수(광메카트로닉스공학과) 공동연구팀이 세포 특유의 호흡분비물을 감지할 수 있는 개념의 ‘인공 코(artificial nose)’를 개발하는 데 성공했다고 밝혔다.

 

‘인공 코’는 특정 향을 가지는 물질을 검출 가능한 시스템을 관용적으로 일컫는 표현으로, 이번에 공동연구팀이 개발한 인공 코 역시 방향족 물질들을 검출할 수 있도록 설계된 일종의 시스템이다. 이 시스템을 통해 인간의 코로는 감지하기 힘든 극미량의 방향족 물질도 검출 가능하며 그 종류까지 구분 가능한 것으로 알려졌다.

 

오 교수는 “체내에 암 세포를 지니고 있는 환자의 호흡에서는 그렇지 않은 사람과는 달리, 특유의 냄새가 있다는 기존의 연구결과에서 착안해 연구를 시작했다”며 “극미량의 향일지라도 그것을 구분 가능하다면, 호흡만으로도 암을 진단하는 데까지 개발할 수 있지 않을까 생각한다”고 연구배경을 밝혔다.

 

그의 말에 따르면, 공동연구팀의 연구가 현재 동물이나 사람을 통한 실험까지는 도달하지 못했지만, 폐암이나 자궁경부암 등 5가지 암 세포를 배양한 후 실험했으며, 세포의 호흡을 통해 분비되는 특정 향이 리트머스 종이처럼 색을 변화시키는 화학작용을 통해 구분 가능하도록 했다.

 

또한 이번에 개발된 인공 코를 이용하면 식품의 판별이나 환경 호르몬 감지, 새집 증후군 등과 같은 냄새가 나는 모든 화학물질을 감지할 수 있어 실생활에서도 다양하게 적용할 수 있게 된다. 단적인 예로, 고추는 지역별로 그 매운 정도가 다른데, 인공 코를 이용하면 원산지 구분이 가능하다는 것이다.

 

앞으로도 암 진단을 위한 연구를 계속할 것이라고 밝힌 오 교수는 “아직까지는 배양된 세포의 호흡을 통해 진단하는 수준까지 연구가 진행됐다”며 “앞으로는 암 세포를 지니고 있는 쥐나 돼지의 호흡을 취해 색의 변화를 관찰하는 연구와, 더 나아가 임상실험까지 계획하고 있다”고 말했다.

 

이번 연구는 농림수산식품기술기획평가원이 지원하는 농림축산식품 연구개발과제 및 부산지역 미래창조과학부 한국연구재단의 선도연구센터(CRC)인 3차원혁신제조연구센터 국가과제의 연구비 지원을 받아 수행됐다.

 

연구논문은 영국 왕립 화학회에서 발행하는 화학분야 학술지인 <Chemical Science>에 지난달 1일자 표지논문으로 게재됐다.