눈물로 스트레스 측정하는 스마트 콘택트렌즈 개발됨

요약 콘택트렌즈 착용만으로 눈물 속 세로토닌 수치를 감지해 일상 속 스트레스를 객관적으로 측정할 수 있는 차세대 스마트 렌즈 기술이 개발되었습니다. 미국 로스앤젤레스 테라사키 생체의학혁신연구소(Terasaki Institute for Biomedical Innovation)의 양즈 주(Yangzhi Zhu) 박사 연구팀이 주도한 이번 연구는 눈물을 비침습적인 바이오마커 측정 수단으로 활용하는 웨어러블 분석 플랫폼을 구현했습니다. 현재 의학계에서 우울증이나 조현병 등 다양한 질환과 직결되는 스트레스를 평가할 때는 주로 설문지 작성이나 환자의 일기 기록에 의존하고 있습니다. 그러나 이러한 방식은 주관성이 매우 강해 정확하고 객관적인 진단에 한계가 따랐습니다. 연구진은 기분 조절에 핵심적인 역할을 하여 이른바 '행복 호르몬'으로 불리는 신경전달물질 세로토닌에 주목했습니다. 세로토닌은 대부분 소화관과 혈액, 신경계에 존재하지만 눈물 속에도 미량 분비되기 때문에, 일상에서 피를 뽑지 않고도 연속적으로 상태를 관찰할 수 있는 최적의 대안으로 꼽혔습니다. 다만 눈물 속에 포함된 세로토닌은 극미량에 불과해, 다른 분자들과 명확히 구분하면서도 초고감도로 반응하는 센서 기술이 필수적이었습니다. 연구팀은 유연하고 생체 적합성을 갖춘 그래핀 및 은 전극을 뱀처럼 굽이치는 곡선 패턴으로 인쇄하여 반복적인 변형에도 견딜 수 있도록 설계하고, 이를 부드러운 재사용 하이드로겔 렌즈 내부에 내장했습니다. 또한 세로토닌을 안정적이고 반복적으로 감지할 수 있도록 그래핀 표면에 페로센 화합물을 결합시켰습니다. 실험실에서 세로토닌을 첨가한 시판 인공눈물로 성능을 시험한 결과, 이 스마트 렌즈는 리터당 72조분의 1몰(72 pM) 수준의 극미량 세로토닌까지 정밀하게 감지해 냈습니다. 이는 사람 눈물 속 평균 세로토닌 농도인 약 15nM(150억분의 1몰)보다 훨씬 낮은 수치까지 잡아내는 수준으로, 향후 일상생활에서 착용자의 생체 신호를 실시간 추적할 수 있는 가능성을 입증했습니다.