근감소증(Sarcopenia)은 근육의 질량과 기능이 점진적으로 상실되는 질병이다. 다양한 합병증을 유발할 수 있는 심각한 질병임에도 불구하고 현재까지 효과적으로 진단할 수 있는 표준화된 방법이 존재하지 않는다. 이전의 진단 방법은 침습적이고 비용이 많이 들어 환자들의 거부감을 일으키기 때문에 땀, 호흡, 침 등을 이용해 Cathepsin D를 특이적으로 감지할 수 있는 비침습적 센서가 주목받고 있다.
이 연구에서는 인간의 땀에서 Cathepsin D를 특이적으로 감지할 수 있는 기초 소재로 폴리에틸렌 글리콜 (PEGDA) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌설포네이트)(PEDOT:PSS) 기반의 전도성 하이드로겔을 제조했다. Cathepsin D는 다양한 질병에 유용한 바이오 마커로 사용될 수 있으며 그 중 특히 근감소증의 대표적인 바이오 마커 중 하나로 알려져 있다. Cathepsin D에 의해 분해되는 형광이 담지 된 기질 펩타이드를 합성하고 전도성 하이드로겔이 Cathepsin D에 반응함을 형광으로 확인했다. 전도성 하이드로겔을 기판 소재로 사용하여 호르몬을 비침습적으로 감지함으로써 근감소증 뿐만 아니라 다양한 질병 또한 쉽게 진단할 수 있을 것으로 기대된다.
두 번째로 시간 분해 형광(TRF)을 기반으로 한 면역 자성 비드 어세이를 활용하여 근감소증의 바이오 마커인 TNF-α를 감지하는 방법을 고안했다. 면역 자성 비드 어세이를 위해 TNF-α 항체를 비드 표면에 고정했으며 또 다른 TNF-α의 항체를 유로퓸 킬레이트 (Eu(III) 킬레이트) 및 유로퓸 나노입자(EuNPs)로 표지했다. TNF-α를 사용한 면역 반응 이후 자성 비드의 형광을 실험실 제작 TRF 판독기를 사용하여 분석했다. 8개의 광학 채널을 갖는 실험실 제작 판독기에 의해 시간 분해 형광 신호가 측정되었으며 TNF-α 농도에 따라 선형 동적 범위를 나타냈다.
본 연구는 근감소증을 효과적으로 진단하기 위해 근감소증의 바이오 마커인 cathepsin D와 TNF-α를 감지할 수 있는 센서의 개발에 중점을 두고 있다. 해당 센서는 cathepsin D 이외에도 다양한 근감소증 바이오 마커와 TNF-α 이외에도 다양한 사이토카인을 감지할 수 있는 실용적인 도구로 사용될 수 있을 것이다.