한국지질자원연구원(KIGAM)은 포항지질자원실증연구센터 김재환 박사 연구팀이 캐나다 캘거리대 연구팀과 공동으로 국내산 벤토나이트를 활용한 전기화학 바이오센서를 개발했다고 2026년 6월 16일 밝혔다. 이 센서는 통풍과 신장질환 진단에 활용되는 요산 농도를 고감도로 검출할 수 있어 의료 현장에서의 활용 가능성이 높은 것으로 평가된다.
벤토나이트는 화산재가 변질돼 생성된 점토광물로, 흡착력이 뛰어나 산업 전반에서 널리 쓰여왔다. 그러나 전도성이 낮다는 근본적인 한계로 인해 전기화학 기반의 바이오센서 소재로는 활용이 어렵다는 인식이 지배적이었다.
연구팀은 이 같은 한계를 극복하기 위해 벤토나이트에 다중벽 탄소나노튜브(MWCNTs)를 결합한 나노복합체를 제작했다. 이후 에어브러시 스프레이 공정을 적용해 전극 표면에 나노복합체를 균일하게 증착하고, 요산분해효소를 추가로 고정하는 방식으로 센서를 완성했다. 에어브러시 스프레이 공정은 소재를 증기 형태로 미세하게 분사해 다른 물체에 균일하게 부착시키는 기술이다.
개발된 센서는 통풍 및 신장질환 진단에 필요한 요산 농도 범위인 10μM(마이크로몰)에서 2,000μM까지 광범위하게 검출하는 성능을 입증했다. 특히 실제 임상 환경을 모사한 인공 혈청 조건에서도 높은 정확도를 유지해 실용화 가능성을 한층 높였다는 평가다.
통풍은 혈중 요산 농도가 과도하게 높아져 관절에 요산 결정이 쌓이는 질환으로, 극심한 통증을 유발한다. 신장질환 환자 역시 요산 수치를 정기적으로 모니터링해야 하는 만큼, 정확하고 간편한 요산 측정 기술에 대한 의료계의 수요는 꾸준히 증가해 왔다.
김재환 박사는 "이번 성과는 국내산 천연 광물의 과학적 가치를 첨단 의료기술 분야로 확장한 융합연구의 결실"이라며 "지질자원 기반 소재의 고부가가치화를 통해 바이오·헬스케어, 차세대 진단기기 등 신산업 분야를 선도해 나가겠다"고 밝혔다.
한국지질자원연구원이 지하자원 탐사·활용을 넘어 의료 진단 기술 분야까지 연구 영역을 확장하면서, 국내 광물 자원의 산업적 잠재력이 새롭게 주목받고 있다.