한국기초과학지원연구원은 바이오융합분석본부 홍관수, 박혜선 박사팀이 한국화학연구원 의약바이오연구본부 서영덕, 남상환 박사팀과의 공동 연구를 통해 생체적합성과 안정성이 높고 근적외선 이미징이 가능한 업컨버젼 나노입자를 개발하고 생체내에서 장시간 동안 나노입자의 이동경로를 추적할 수 있는 고감도의 생체 추적 영상 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.
홍 박사팀이 개발한 업컨버전 나노입자는 낮은 에너지를 주입하면 높은 에너지를 방출하는 나노입자로 인체투과에 유리한 근적외선을 흡수·방출하며, 지속적인 광원의 노출에도 광탈색이 일어나지 않아 생체 내에서도 정량적인 분석이 가능하다.
특히 이 나노입자를 활용하면 암 전이 여부를 판단하는데 중요한 요소인 감시림프절을 광학 영상보다 정확하게 관찰할 수 있는데, 기존의 나노물질보다 4배 이상 높은 감도를 지녀 소량으로도 정밀한 관찰이 가능하다.
연구팀은 실험동물쥐의 발바닥에 나노입자를 주입한 뒤 화학연이 자체 개발한 업컨버전 전용 근적외선 생체영상 장비를 활용해 30일간 관찰한 결과, 이 나노입자가 림프관을 통해 감시림프절로 이동하고 체외로 배출되는 전 과정을 확인했다.
현재 암 진단 및 치료를 위해 활발한 연구가 이루어지고 있는 나노입자는 생체 안정성 및 적합성에 대한 우려가 제기되어 왔지만, 이번 연구를 통해 체외 배출을 정량적으로 확인할 수 있는 방법이 제시됨에 따라 관련 연구가 가속화 될 것으로 보인다.
홍관수 박사는 “전이성 암의 진단이나 줄기세포 또는 면역세포를 이용한 세포치료과정의 모니터링에는 장시간 생체 추적영상이 요구되기 때문에, 이번에 개발한 고감도의 업컨버젼 나노입자가 정량적인 생체 추적 영상 분석에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다” 밝혔다.
이번 연구결과는 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 6월호에 게재됐다.
대덕=구본혁기자 [email protected]
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