기초과학연, 고해상도 영상기술 개발…나노입자로 암조직 세포 단위까지 관찰
무독성 나노입자를 활용해 암 조직을 세포 단위까지 또렷하게 볼 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단(단장 현택환 서울대 교수)은 인체에 무해한 황화아연에 망간이온을 첨가한 오렌지빛 반도체 나노입자를 개발, 기존 MRI(자기공명영상)나 CT(컴퓨터단층촬영)에 쓰이는 조영제보다 해상도가 훨씬 뛰어난 생체영상을 얻는 데 성공했다고 18일 밝혔다.
1∼100나노미터(㎚) 크기의 나노입자는 크기에 따라 다양한 색의 빛을 낼 수 있어 생체영상 구현과 질병 진단에 활용하려는 연구가 다양하게 이뤄지고 있다. 그러나 기존 반도체 나노입자는 카드뮴, 납, 비소 등 유해 성분이 있어서 인체에 적용하기 힘들었다.
연구팀은 중금속 나노입자 대신 인체 구성요소인 아연과 황으로 이뤄진 황화아연 나노입자를 사용해 독성 문제를 해결했다. 이 입자는 생체 광학영상을 얻는데 필요한 가시광선이나 적외선을 내놓지 않아 그 위에 오렌지색 빛을 내는 망간이온을 씌웠다.
이 입자는 3개 광자의 에너지를 형광물질이 흡수해 발광하는 `삼광자 현상'이라는 특이한 양자역학적 특성 덕택에 생체영상의 해상도가 획기적으로 높아졌다.
실제로 유방암만 선택적으로 인식하는 펩타이드 항체와 연구진이 개발한 나노입자를 결합해 암에 걸린 쥐에 투여한 결과 암 조직 주변의 혈관과 암세포 영상을 2마이크로미터(㎛) 이하 해상도로 얻을 수 있었다.
현택환 단장은 "이 기술을 이용하면 생체 조직을 세포 단위까지 관찰할 수 있어 암 등 질병의 조기 진단이나 세밀한 수술이 가능해질 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 재료공학 분야 권위지인 `네이처 머티리얼스(Nature Materials)' 온라인판 18일자에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단(단장 현택환 서울대 교수)은 인체에 무해한 황화아연에 망간이온을 첨가한 오렌지빛 반도체 나노입자를 개발, 기존 MRI(자기공명영상)나 CT(컴퓨터단층촬영)에 쓰이는 조영제보다 해상도가 훨씬 뛰어난 생체영상을 얻는 데 성공했다고 18일 밝혔다.
1∼100나노미터(㎚) 크기의 나노입자는 크기에 따라 다양한 색의 빛을 낼 수 있어 생체영상 구현과 질병 진단에 활용하려는 연구가 다양하게 이뤄지고 있다. 그러나 기존 반도체 나노입자는 카드뮴, 납, 비소 등 유해 성분이 있어서 인체에 적용하기 힘들었다.
연구팀은 중금속 나노입자 대신 인체 구성요소인 아연과 황으로 이뤄진 황화아연 나노입자를 사용해 독성 문제를 해결했다. 이 입자는 생체 광학영상을 얻는데 필요한 가시광선이나 적외선을 내놓지 않아 그 위에 오렌지색 빛을 내는 망간이온을 씌웠다.
이 입자는 3개 광자의 에너지를 형광물질이 흡수해 발광하는 `삼광자 현상'이라는 특이한 양자역학적 특성 덕택에 생체영상의 해상도가 획기적으로 높아졌다.
실제로 유방암만 선택적으로 인식하는 펩타이드 항체와 연구진이 개발한 나노입자를 결합해 암에 걸린 쥐에 투여한 결과 암 조직 주변의 혈관과 암세포 영상을 2마이크로미터(㎛) 이하 해상도로 얻을 수 있었다.
현택환 단장은 "이 기술을 이용하면 생체 조직을 세포 단위까지 관찰할 수 있어 암 등 질병의 조기 진단이나 세밀한 수술이 가능해질 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 재료공학 분야 권위지인 `네이처 머티리얼스(Nature Materials)' 온라인판 18일자에 게재됐다.
안경애기자 naturean@
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