랩온어디스크 #

디스크만한 크기에 각종 실험을 할 수 있도록 만든 집합체로써 분석을 원하는 시료를 넣어 디스크의 회전을 이용해 분석을 수행할 수 있다. Blood analysis, immunoassay, pathogen detection, rare cell isolation, molecular diagnostics, water quality analysis와 같은 분석에 활용할 수 있다.

<그림1. 원심력을 이용한 랩온어디스크 구성도>

혈액순환 암세포 #

혈액 내의 암 세포(CTC, Circulating Tumor Cell)는 적혈구와 백혈구에 비해 매우 소량으로 존재하지만, 다른 조직에 부착하여 치명적으로 전이암을 발생시킬 수 있다. 이를 활용하여 전이암의 조기 진단이 가능할 것으로 전망되나 CTC의 특성상, 혈액 내에서 극미량으로 존재하기 때문에 검출하기가 매우 어렵고 백혈구와의 충분한 구분이 어려웠다.

이에 의료계에서는 CTC 측정 기술을 연구 개발하여 혈액 순환 암 세포에 대한 검출 감도 및 측정 정밀도를 향상시켜 왔으며, 현재는 임상에 적용할 만큼 뛰어난 기술 개발이 이루어졌다.

랩온어디스크 적용 및 방법 #

'FAST(Fluid Assisted Separation Technology)' 기술을 랩온어디스크(lab-on-a-disc)에 적용해 수 ml의 혈액에서 1분 내에 CTC 95% 이상의 효율로 포획할 수 있는 방법이 국내 연구팀에 의해 개발되었다. FAST 랩온어디스크 위쪽으로 혈액을 넣은 뒤 구동장치에 넣고 회전시키면 크기가 작은 혈구세포가 필터 아래쪽으로 빠져나간 후, CTC만 남게된다. 혈액이 필터 전면에서 고르게 걸러지기 때문에 CTC 손상도 막을 수 있다.

<그림2. 랩온어디스크를 활용한 혈액으로 전이암을 조기 진단할 수 있는 장비>

국내외 기술 동향 #

국내 #

• UNIST 생명과학부의 조윤경 교수와 공동연구팀이 FAST 랩온어디스크를 개발함.

국외 #

• 미국 FDA(식품의약국)는 유방암, 대장암, 전립선암에 대해 CTC 검사 방법의 임상적 유용성을 인정하고 이를 체외 진단약으로 인가한 바 있음.

Reference #

• http://www.fruits-unist.com/lab-on-a-disc
• http://jj.heraldcorp.com/view.php?ud=20150806000707
• http://www.asiae.co.kr/news/view.htm?idxno=2017012508523285612
• One-step Pathogen Specific DNA Extraction from Whole Blood on a Centrifugal Microfluidic Device”, Lab Chip, 7, 565-573 (2007) Cover story.
• “A fully automated immunoassay from whole blood on a disc”, Lab Chip, 9, 1548-1555 (2009) Top 10 accessed on the web in May 2009
• "Centrifugal Microfluidics for Biomedical Applications" Lab Chip, 1758-1773, (2010) Top 10 accessed on the web in July 2010
• “Fully integrated lab-on-a-disc for simultaneous analysis of biochemistry and immunoassay from whole blood”, Lab Chip, 11, 70-78 (2011) Cover story.
• "Lab-on-a-Disc for Fully IntegratedMultiplexed Immunoassay", Anal. Chem., 84 (5), 2133–2140 (2012)
• "Flow-enhancedElectrochemical Immunosensors on Centrifugal Microfluidic Platforms", Lab Chip, 13, 3747-3754 (2013)
• "A Fully Integrated Lab-on-a-Disc for Nucleic Acid Analysis of Food-borne Pathogens", Anal. Chem., 86 (8) 3841–3848 (2014)