땀으로 리튬 농도를 측정하는 센서

 

(A tiny, touch-based sensor uses sweat to detect the level of lithium in the body. Credit: Jialun Zhu and Shuyu Lin)

 리튬은 배터리 소재로 널리 알려져 있지만, 사실 약물로도 사용됩니다.  적절한 양의 리튬이 투여되면 우울증이나 양극성 장애를 치료하는 데 도움이 되기 때문입니다. 

 하지만 혈중 리튬 농도가 너무 높으면 부작용이 심하고 낮으면 효과가 없다는 문제점이 있습니다. 약물의 효과나 흡수율이 사람마다 약간 다르기 때문에 리튬 농도를 안정적으로 조절하는 일은 생각보다 어렵습니다. 

 최근 열린 미국 화학 학회 American Chemical Society (ACS) 학술대회에서 슈유 린 (Shuyu Lin)과 그 동료들은 땀을 이용해 30초 만에 리튬 농도를 측정할 수 있는 센서를 공개했습니다. 

 현재 리튬 농도를 측정할 유일한 방법은 피를 뽑아 검사하는 것입니다. 당연히 시간이 오래 걸리고 자주 측정하기 어렵습니다. 연구팀은 리튬이 땀으로도 배출된다는 점에 주목하고 손가락에서 나오는 땀에 있는 극미량의 리튬을 측정하는 센서를 개발했습니다. 

 우리는 인지하지 못하지만, 사실 우리 피부에서는 끊임없이 땀이 나오고 있습니다. 하지만 땀이 증발하면서 정확한 농도의 리튬을 측정하기 어려울 수 있습니다. 따라서 연구팀은 글리세롤 (glycerol)을 포함한 수분 젤을 이용해 이 문제를 극복했습니다. 

 일단 땀과 섞인 젤은 전자 장치가 훨씬 측정하기 편리한 상태가 됩니다. 연구팀이 개발한 이온 선택적 전극은 리튬 이온의 존재를 측정해 그 양을 알아낼 수 있습니다. 30초 만에 결과를 얻을 수 있고 센서의 크기가 작기 때문에 외래는 물론 집에서도 쉽게 리튬 농도를 측정하고 여기에 맞춰 약을 투여할 수 있습니다. 

 연구팀은 더 나아가 이 기술을 통해 땀에서 약물이나 알콜 같은 다른 물질을 검출하는 방법도 연구하고 있습니다. 물론 실제 정확도가 얼마나 높은지는 앞으로 검증이 필요한 부분입니다. 최근 땀을 이용한 바이오 센서 연구가 활발한데, 이렇게 연구가 많이 이뤄지면 그중에서 진짜 실용화되는 것도 나오지 않을까 생각합니다. 

 참고 

https://phys.org/news/2022-08-sensor-patients-meds.html

Touch-based non-invasive lithium monitoring using an organohydrogel-based sensing interface, ACS Fall 2022. www.acs.org/content/acs/en/mee … tings/fall-2022.html