40대 회사원 A씨는 최근 건강검진에서 대장과 유방에 이상 징후가 발견돼 정밀조사를 받았다. 검사받는 것도 힘들었지만, 두 가지 검사결과가 나오는 데까지 걸린 시간은 1주일이 걸렸다. 그러나 앞으로는 2가지 이상 암도 24시간 내 바로 분석할 수 있을 전망이다.
한국기초과학지원연구원(원장 정광화)은 일반 형광과는 정반대로 높은 파장의 빛(빨간색 계열, 에너지가 낮음)을 받아 낮은 파장의 빛(파란색 계열, 에너지가 높음)을 방출하는 ‘상향변환(Upconversion) 나노캡슐’을 개발했다고 11일 밝혔다.
이 연구에는 한국생명공학연구원(원장 장규태)과 미국 MIT(나타리 알치(Natalie Artzi)교수) 및 예일대(김재홍 교수)가 참여했다.
상향변환 나노캡슐(200㎚크기)은 두 개의 서로 다른 유기 형광 염료 액상을 가두고 있어 하나의 빛으로도 다양한 형광 방출이 가능하다.
이러한 원리를 이용하면 현장에서 바로 다중 암세포 이미징을 관찰할 수 있다. 나노캡슐 표면에 질병 표지나 표적을 선별할 수 있는 두 종류 이상의 바이오탐침(항체, 펩타이드 등)을 부착해 주사한 후 빛을 쏘여 촬영하면 된다.
생체 조직 투과성과 조직 손상에 거의 영향이 없는 장파장 빛을 이용할 수 있어 진단 효율을 높일 수 있다. 인체에 무해한 것도 장점이다.
연구결과는 나노과학 분야 국제 학술지 ACS 나노 (ACS Nano, IF: 12.881) 온라인판에 게재됐다.
권오석 생명연 전임연구원은 “다양한 에너지 상향변환용 유기 형광 염료를 액상 형태로 실리카 캡슐에 가둘 수 있는 기술이 있어 연구가 가능했다”며 “유기형광 염료가 선택적 암 다중진단 연구에 응용됐다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의의”라고 말했다.
송현석 기초지원연 선임연구원은 조직 손상없이 여러 암을 선택적으로 진단할 수 있어 암 종류뿐 아니라 암 전이까지 진단할 수 있을 것”으로 내다봤다.
대전=박희범기자 hbpark@etnews.com
