체내에 주입해 암세포의 전이 상태나 약물의 이동 경로를 실시간으로 모니터링할 수 있는 생체용 나노입자 기술이 개발됐다.

한국기초과학지원연구원 홍관수·박혜선 박사팀과 한국화학연구원 서영덕·남상환 박사 공동연구팀은 근적외선 이미징이 가능한 '업컨버전 나노입자'와 이 입자의 이동 경로를 추적할 수 있는 고감도 영상기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

연구팀이 개발한 20나노미터(㎚, 10억분의 1ｍ) 크기의 나노입자는 낮은 에너지(장파장)를 주입해도 높은 에너지(단파장)를 내기 때문에 오랜 시간 모니터링할 수 있고 정량적 분석도 가능하다.

기존 생체진단용 나노형광입자는 광원에 오래 노출되면 광탈색(photo bleaching : 형광물질이 더이상 빛을 내지 않는 현상)이 일어나 정량적 정보를 주기 어려웠다.

연구팀이 개발한 업컨버전 나노입자는 몸 속까지 볼 수 있는 근적외선을 흡수·방출하기 때문에 인체 내부까지 진단이 가능하다.

특히 기존 나노물질보다 감도가 4배 이상 높아 암 전이 여부를 판단하는데 중요한 '감시 림프절'(sentinel lymph node)을 광학 영상보다 정밀하게 관찰할 수 있다.

연구팀은 실험쥐의 발바닥에 업컨버전 나노입자를 주입한 뒤 화학연이 개발한 '업컨버전 전용 근적외선 생체영상 장비'를 이용해 30일동안 분석한 결과 나노입자가 림프관을 통해 감시 림프절로 이동하는 것을 관찰했다.

특히 몸 밖으로 나가는 것까지 볼 수 있어 안전성이 높다는 것이 확인됐다.

이번 기술 개발로 기존 암 진단 및 치료 기술 분야에서 나노입자의 생체 적합성 우려를 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

기초지원연 홍관수 박사는 "전이성 암의 진단이나 줄기세포·면역세포를 이용한 세포 치료과정 모니터링에는 오랜 시간 동안 생체 내 세포 및 약물의 이동경로를 추적하는 기술이 필수적인 만큼 관련 분야에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 권위 있는 국제 학술지 '사이언티픽 리포츠') 6월 6일자에 실렸다.