매우 적은 양의 약물 등이 몸 속에서 흡수·대사되는 과정을 분자 단위에서 직접 영상으로 보여줄 수 있는 기술이 개발돼 신약 개발 등에 활용될 전망이다.

교육과학기술부는 김광표 건국대 교수가 주도하고 김상경 한국과학기술연구원(KIST) 책임연구원, 김영환 한국기초과학지원연구원(KBSI) 책임연구원이 참여한 연구팀이 새로운 분자영상질량법을 개발했다고 11일 밝혔다.

분자영상질량법은 장기나 조직을 얇게 잘라 매트릭스(특정 화학물질)와 섞은 뒤 전류를 흘려주고, 이 때 분자에 따라 다른 전자 신호 세기를 포착해 분자의 분포·변화·이동 양상 등을 영상화하는 기법을 말한다.

시료의 분자를 이온화하기 위해 필요한 매트릭스로는 다양한 분자 구조식을 갖는 물질들이 사용되는데, 문제는 매트릭스의 분자 역시 질량 분석이 이뤄지기 때문에 시료 분석의 측면에서는 일종의 '노이즈(간섭)'로서 작용한다는 점이다. 특히 시료의 분자량이 매트릭스의 분자량보다 작을 경우 영상을 얻기가 어려워진다.

연구팀은 기존의 두 매트릭스(3-hc, att) 물질을 섞어 새로운 종류의 '혼성 매트릭스'를 개발했고, 이를 사용해 분자영상질량한 결과 분자량 겹침 현상 등이 크게 줄어 작은 분자량의 시료 분석이 가능했다.

실제로 연구팀은 혼성 매트릭스 분자영상질량법을 통해 알츠하이머 치매 증상 치료에 이용되는 '도네페질' 약물이 뇌의 질환 부위인 대뇌피질에 전달되고 대사와 배설을 통해 신장에 분포하는 영상을 얻는데 성공했다.

김광표 교수는 "약물 등이 몸 속에서 전달, 흡수, 대사, 배설되는 과정을 보다 손쉽게 분자 영상으로 보여줄 수 있게 됐다"며 "앞으로 신약후보 물질 개발 과정에 크게 기여할 것"이라고 설명했다.

이번 연구 성과는 영국왕립화학회(RSC)가 발간하는 분석화학분야 세계적 학술지 '애널리스트(The Analyst)' 21일자에 실릴 예정이다.