성균관대 조수연 교수 연구팀, 피부 광노화 실시간 포착 센서 개발

[이데일리 김응열 기자] 성균관대는 화학공학부의 조수연 교수 연구팀이 근적외선(nIR) 기반의 나노센서 어레이를 이용해 피부에서 발생하는 광노화 스트레스를 실시간으로 고해상도 시공간 분석할 수 있는 초정밀 센서 인터페이스를 개발했다고 17일 밝혔다.

(왼쪽부터)조영욱 성균관대 연구원(제1저자), 조수연 성균관대 교수(교신저자). (사진=성균관대)

이 기술은 일상적인 자외선 노출에 따른 피부 세포의 미세 반응을 단일 세포 수준까지 정밀하게 관찰할 수 있다. 항산화 성분의 효능을 시각적으로 확인하고 정량적으로 비교할 수 있어 화장품과 제약 산업 등 분야에서 폭넓게 쓰일 수 있다.

피부 광노화는 자외선에 반복적으로 노출되며 서서히 진행되는 노화 현상이다. 세포 구조 손상과 기능 저하를 유발해 주름, 탄력 저하 등 다양한 피부 문제의 주요 원인으로 꼽힌다.

기존 연구 방법은 염색이나 단백질 추출 방식에 의존해 연속적인 시공간 분석이 불가하고 자극이 강한 조건에서만 반응을 확인할 수 있어 실제 생활 환경에서의 변화를 정밀하게 관찰하기 어려웠다. 연구 중 세포에 추가적인 손상을 줄 수 있는 위험도 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 극복하기 위해 1만분의 1보다 더 얇은 탄소 나노소재에 DNA와 피부세포가 잘 붙을 수 있도록 돕는 생체 친화성 물질을 결합했다. 이를 통해 피부세포가 안정적으로 자라는 동시에 미세한 산화 스트레스를 민감하게 감지할 수 있는 센서를 개발했다.

이 센서는 피부세포와 직접 맞닿아 있기 때문에 일반적인 일상 자외선 조건에서도 피부 내에서 발생하는 매우 작은 활성산소 반응을 실시간으로 탐지할 수 있다. 세포가 자외선에 적응해가는 ‘광적응’ 현상을 시각화할 수도 있다.