한국기초과학지원연구원(KBSI)은 이한주 서울센터 박사팀이 형광 염색 없이 생체에 흡수된 미세플라스틱의 위치, 이동과정 및 축적상태를 실시간 추적·관찰할 수 있는 레이저 이미징 기법을 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다.
이번 연구는 한국생산기술연구원 청정기술연구소, 유니오텍의 최대식 박사팀, 기초과학연구원(IBS) 분자 분광학 및 동력학 연구단, 고려대 화학과 조민행 교수 연구팀과의 공동연구로 진행됐다.
체 내 흡수된 미세플라스틱의 생물학적 영향 및 독성을 명확히 알기 위해서는 살아있는 생체시료에서 미세플라스틱의 위치, 이동, 축적 과정을 실시간 관찰·분석하는 것이 매우 중요하다.
기존에는 미세플라스틱과 생체기관에 서로 다른 형광물질을 염색해 관찰하는 이미징 기법을 주로 사용해왔다. 이 방법은 번거로운 형광 염색 과정이 필요할 뿐만 아니라 형광물질의 광 탈색으로 장시간 측정이 어렵고, 환경에 노출된 미세플라스틱은 인위적인 염색이 불가하며, 형광물질 자체가 독성을 지닐 수도 있어 미세플라스틱의 독성을 규명하는 데에 한계가 있었다.
공동연구팀은 형광 염색 없이 물질 고유 진동에너지를 이용해 서로 다른 화학성분의 미세입자를 동시에 영상화할 수 있는 다색 CARS 이미징 기술을 개발했다.
CARS 이미징 기술은 이미징 속도가 느려 종류가 다른 미세입자의 움직임을 동시에 관찰할 수 없었다. 이번에 개발한 기술은 레이저 스캐닝 방식을 다색 CARS 이미징 기술에 접목시켜 이미징 속도를 기존보다 50배 이상 높일 수 있었다. 그 결과, 살아있는 세포에 흡수된 미세플라스틱과 세포 소기관의 생체 움직임을 수십 초 간격으로 관찰할 수 있었다.
이번에 개발한 기술은 실제 환경에서 발견되는 다양한 종류, 무정형 미세플라스틱의 생체 분석 연구에 활용함은 물론, 미세먼지 등 환경오염인자 노출 평가 및 유해성 규명 연구, 정부의 미세플라스틱 관리 방안 수립을 위한 과학적 근거 제공과 플라스틱 사용 규제 및 저감 정책에도 활용될 전망이다.
이한주 박사는 “이번 연구는 생체 내 미세플라스틱 분석을 통해 무염색 레이저 이미징의 효용성을 보여준 결과로, 기술을 좀 더 발전시키면 식품, 화장품, 세척제 등 생활 소비재의 유해물질 안전성 평가에도 유용하게 쓰일 것”이라며, “향후 국내 유관기관과의 협력을 통해 미세플라스틱의 생체 영향 및 독성 규명은 물론, 환경오염과 유해물질 이슈의 대응에도 적극적인 역할을 할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
