지문에서 나오는 땀 분석으로 식습관, 질병, 약물사용 파악 가능하다.
- 기초과학 / 문광주 기자 / 2021-11-02 09:36:41
3'50"읽기
- 40명의 피험자들에게 검지와 엄지 사이에 특수 여과지를 1~2분 동안 대도록 했다.
- 손가락 지문 사이의 땀샘에서 나오는 지방과 수분을 함유한 분비물의 화학적 흔적 분석
- 섭취 후 15분 만에 35가지 성분과 커피의 분해 산물 검출
- 식품 및 의약품의 성분뿐 아니라 인간이 섭취하는 환경 오염 물질 및 분해 산물 감지 가능
우리가 무언가를 만질 때 우리는 지문을 남긴다. 손가락 홈 사이의 작은 땀샘에서 나오는 지방과 수분을 함유한 분비물의 화학적 흔적이다. 이렇게 하면 그립을 잡을 때 손끝이 더 잘 잡힌다. 홈과 함몰의 기하학적 패턴은 모든 사람에게 고유하기 때문에 지문은 개인의 신원을 결정하는 데에도 도움이 된다. 이제 지문으로 나이도 확인할 수 있다.
1분 동안 만지면 충분
비엔나 대학의 율리아 브룬마이르(Julia Brunmair)와 그녀의 동료들이 알아낸 것처럼 우리의 지문은 훨씬 더 많은 것을 보여준다. 우리 몸의 땀에는 전해질, 수분 및 지방 성분만 포함된 것이 아니기 때문이다. 우리의 신진대사의 수많은 분해 산물도 찾을 수 있다. "땀의 구성은 매우 역동적이며 식습관, 질병 또는 약물 사용을 나타낼 수 있다"고 연구자들은 설명한다.
Brunmair와 그녀의 팀은 이제 그러한 분해 산물이 손가락 끝의 분비물에서도 감지될 수 있는지 처음으로 더 자세히 조사했다. 그들은 40명의 피험자들에게 검지와 엄지 사이에 특수 여과지를 1~2분 동안 대도록 했다. 그런 다음 그들은 종이에서 몇 나노리터의 분비물을 씻어내고 질량 분석기를 사용해 성분을 분석했다. 그러면 약 15분 후에 분석을 사용할 수 있다.
커피 원료부터 살충제까지
결과:
“누군가가 먹은 음식을 즉시 추적할 수 있다”고 Brunmair는 보고했다. 오렌지를 섭취한 후 유기농 오렌지의 경우 건강한 플라보노이드, 비유기농 재배의 경우 해당 농약도 검출할 수 있었다.“
아침에 마신 커피 한 잔이나 손가락에 묻은 땀에서 담배를 읽을 수도 있다. 잠시 후, 카페인, 니코틴 및 그 분해 산물도 손가락 끝의 분비물에서 발견된다. 섭취 후 15분 만에 35가지 성분과 커피의 분해 산물이 샘플에서 검출될 수 있었으며, 여기에는 카페인, 테오브로민, 클로로겐산이 포함되었다. 반복적인 손가락 압력 테스트를 통해 시간이 지남에 따라 커피의 신진대사가 어떻게 변했는지 추적할 수 있었다.
모든 손끝에서 수천 개의 대사산물
이 테스트는 우리의 손가락 분비가 우리와 우리의 신진대사에 대해 오랫동안 생각했던 것보다 더 많은 것을 드러낼 수 있음을 보여준다. 과학자들은 손가락 땀에 수천 개의 대사산물이 포함돼 있으며 식품 및 의약품의 성분뿐만 아니라 인간이 섭취하는 환경 오염 물질 및 분해 산물을 포함하여 감지할 수 있다고 추정한다. 그들은 이미 손가락 분비의 약 250가지 대사산물을 확인했다. Brunmair는 "가까운 장래에 여기에 더 많은 것이 추가될 것이다"고 말했다.
또한 손가락 땀의 분석은 비교적 정확하다.
수석 저자인 비엔나 대학의 크리스토퍼 게르너(Christopher Gerner)는 “생체분자와 대사산물은 손가락 땀으로 측정할 수 있으며 타액보다 더 정확하게 측정할 수 있다”고 말했다. 혈액 또는 소변 분석과 달리 샘플도 빠르고 쉽게 얻을 수 있다. Gerner는 "이를 통해 이전에는 불가능했던 대사 시계열 분석을 수행할 수 있다"고 설명했다.
많은 용도
연구팀에 따르면 이러한 손가락 땀 검사는 의료 행위나 임상 연구, 예를 들어 특정 질병을 더 쉽게 감지하거나 대사 상태를 모니터링하는 데 사용할 수 있다. 손가락 땀은 또한 의사에게 환자가 처방된 대로 약물을 복용했는지 여부와 체내 예상 약물 농도에 도달했는지 여부를 알려줄 수 있다.
Gerner는 "이 절차는 개별적인 진단 및 치료를 동반하기 위해 개별 대사 과정을 가시화할 수 있는 새로운 가능성을 보여준다"고 말했다.
(Nature Communications, 2021; doi: 10.1038/s41467-021-26245-4)
출처: Universität Wien
- 40명의 피험자들에게 검지와 엄지 사이에 특수 여과지를 1~2분 동안 대도록 했다.
- 손가락 지문 사이의 땀샘에서 나오는 지방과 수분을 함유한 분비물의 화학적 흔적 분석
- 섭취 후 15분 만에 35가지 성분과 커피의 분해 산물 검출
- 식품 및 의약품의 성분뿐 아니라 인간이 섭취하는 환경 오염 물질 및 분해 산물 감지 가능
우리의 손끝이 드러내는 것
지문에서 나오는 땀에는 신진대사에서 나오는 수천 가지 화학 물질이 포함돼 있다.
커피 한 잔, 복용한 약, 방금 먹은 사과의 오염 물질 등 우리가 먹거나 마신 것은 지문으로 읽을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 우리 지문의 땀에는 신진대사의 분해 산물과 음식이나 음료의 성분이 포함되어 있기 때문이다. 이러한 분자는 여과지에 짧은 손가락을 눌러 알아낼 수 있다. 이것은 분석을 위한 완전히 새로운 가능성을 열 수 있다.
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▲ 우리의 지문은 우리의 정체성을 드러낼 뿐만 아니라 우리의 식단과 신진대사에 대해서도 많은 것을 말해준다. © ktsimage / 게티 이미지 |
우리가 무언가를 만질 때 우리는 지문을 남긴다. 손가락 홈 사이의 작은 땀샘에서 나오는 지방과 수분을 함유한 분비물의 화학적 흔적이다. 이렇게 하면 그립을 잡을 때 손끝이 더 잘 잡힌다. 홈과 함몰의 기하학적 패턴은 모든 사람에게 고유하기 때문에 지문은 개인의 신원을 결정하는 데에도 도움이 된다. 이제 지문으로 나이도 확인할 수 있다.
1분 동안 만지면 충분
비엔나 대학의 율리아 브룬마이르(Julia Brunmair)와 그녀의 동료들이 알아낸 것처럼 우리의 지문은 훨씬 더 많은 것을 보여준다. 우리 몸의 땀에는 전해질, 수분 및 지방 성분만 포함된 것이 아니기 때문이다. 우리의 신진대사의 수많은 분해 산물도 찾을 수 있다. "땀의 구성은 매우 역동적이며 식습관, 질병 또는 약물 사용을 나타낼 수 있다"고 연구자들은 설명한다.
Brunmair와 그녀의 팀은 이제 그러한 분해 산물이 손가락 끝의 분비물에서도 감지될 수 있는지 처음으로 더 자세히 조사했다. 그들은 40명의 피험자들에게 검지와 엄지 사이에 특수 여과지를 1~2분 동안 대도록 했다. 그런 다음 그들은 종이에서 몇 나노리터의 분비물을 씻어내고 질량 분석기를 사용해 성분을 분석했다. 그러면 약 15분 후에 분석을 사용할 수 있다.
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| ▲ 그림 1. 땀 샘플링 및 처리를 위한 간단한 작업 흐름이 확립되었고 개별화된 방식으로 카페인 대사를 조사하기 위한 원리 증명 연구에 성공적으로 적용되었다. a 커피 한 잔 또는 카페인 캡슐 섭취, 손끝에서 땀 샘플링, 분석 물질 추출 및 후속 LC-MS/MS 분석, 데이터 분석(분 단위)을 포함한 워크플로의 그래픽 요약. 패널 a는 Creative Common Attribution 3.0 Generic License(http://smart.servier.com/) 및 BioRender(https://biorender.com/)에 따라 라이선스가 부여된 Servier Medical Art에서 수정되었다. Tf Tracefinder 소프트웨어, Cd Compound Discoverer 소프트웨어(둘 다 Thermo Fisher Scientific). (출처: 관련논문 Finger sweat analysis enables short interval metabolic biomonitoring in humans. Nature Communications) |
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| ▲ b 예시적인 땀 성분의 추출된 이온 크로마토그램이 표시. 머무름 시간을 기준으로 분석물을 c에 나열된 세 그룹으로 할당했다. c 용출 순서에 따른 땀 성분의 종류. CA 클로로겐산, MX 메틸크산힌, PX 파라잔틴, TB 테오브로민, TP 테오필린, Progest. 프로게스테론. d 세 참가자의 왼손(사각형)과 오른손(원) 손에서 파생된 손가락 땀 샘플의 주성분 분석(PCA)은 두 가지 다른 날(밝은 색과 어두운 색)에 커피를 마시기 전후에 묘사된다. PCA는 250개의 대사 산물(보충 데이터 1) 세트로 계산되었으며 참가자에 따라 손가락 땀 샘플을 성공적으로 클러스터링했다. (출처:관련논문) |
커피 원료부터 살충제까지
결과:
“누군가가 먹은 음식을 즉시 추적할 수 있다”고 Brunmair는 보고했다. 오렌지를 섭취한 후 유기농 오렌지의 경우 건강한 플라보노이드, 비유기농 재배의 경우 해당 농약도 검출할 수 있었다.“
아침에 마신 커피 한 잔이나 손가락에 묻은 땀에서 담배를 읽을 수도 있다. 잠시 후, 카페인, 니코틴 및 그 분해 산물도 손가락 끝의 분비물에서 발견된다. 섭취 후 15분 만에 35가지 성분과 커피의 분해 산물이 샘플에서 검출될 수 있었으며, 여기에는 카페인, 테오브로민, 클로로겐산이 포함되었다. 반복적인 손가락 압력 테스트를 통해 시간이 지남에 따라 커피의 신진대사가 어떻게 변했는지 추적할 수 있었다.
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| ▲ 카페인, 니코틴 및 그 분해 산물도 손가락 끝의 분비물에서 발견된다. |
모든 손끝에서 수천 개의 대사산물
이 테스트는 우리의 손가락 분비가 우리와 우리의 신진대사에 대해 오랫동안 생각했던 것보다 더 많은 것을 드러낼 수 있음을 보여준다. 과학자들은 손가락 땀에 수천 개의 대사산물이 포함돼 있으며 식품 및 의약품의 성분뿐만 아니라 인간이 섭취하는 환경 오염 물질 및 분해 산물을 포함하여 감지할 수 있다고 추정한다. 그들은 이미 손가락 분비의 약 250가지 대사산물을 확인했다. Brunmair는 "가까운 장래에 여기에 더 많은 것이 추가될 것이다"고 말했다.
또한 손가락 땀의 분석은 비교적 정확하다.
수석 저자인 비엔나 대학의 크리스토퍼 게르너(Christopher Gerner)는 “생체분자와 대사산물은 손가락 땀으로 측정할 수 있으며 타액보다 더 정확하게 측정할 수 있다”고 말했다. 혈액 또는 소변 분석과 달리 샘플도 빠르고 쉽게 얻을 수 있다. Gerner는 "이를 통해 이전에는 불가능했던 대사 시계열 분석을 수행할 수 있다"고 설명했다.
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| ▲ 그림 3: 제노바이오틱스는 커피 섭취 후 손끝의 땀에서 시간에 따라 검출된다. (출처:관련논문) |
많은 용도
연구팀에 따르면 이러한 손가락 땀 검사는 의료 행위나 임상 연구, 예를 들어 특정 질병을 더 쉽게 감지하거나 대사 상태를 모니터링하는 데 사용할 수 있다. 손가락 땀은 또한 의사에게 환자가 처방된 대로 약물을 복용했는지 여부와 체내 예상 약물 농도에 도달했는지 여부를 알려줄 수 있다.
Gerner는 "이 절차는 개별적인 진단 및 치료를 동반하기 위해 개별 대사 과정을 가시화할 수 있는 새로운 가능성을 보여준다"고 말했다.
(Nature Communications, 2021; doi: 10.1038/s41467-021-26245-4)
출처: Universität Wien
[더사이언스플러스=문광주 기자]
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