나노캡슐로 몸속 유해물질 진단한다

반대 방향으로 반출되는 빛 이용해 유해물질 감시와 추적 가능

[이데일리 강민구 기자] 몸속 유해물질을 진단하고, 이 물질의 이동을 감시하는데 활용할 수 있는 연구결과가 나왔다.

한국생명공학연구원은 권오석 감염병연구센터 박사팀이 연세대학교와 공동연구로 서로 정반대 방향으로 방출되는 두 종류의 빛을 이용해 유해물질을 실시간으로 감시하고, 유해물질의 위치를 추적하도록 돕는 나노캡슐 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

동시 다발적 발광을 통한 유해물질 모니터링 시스템 개요도.

유해물질을 검출하기 위해 그동안 광학, 전기화학, 물리적 방법들이 존재했다. 하지만 생물체 내 축적된 물질을 측정할 경우 정확히 어느 부위에 축적돼 있는지 확인하기 어려웠다.

이에 연구진은 빛의 전체 파장영역 중에서 빨간색 빛을 받아 파란색 빛을 방출할 수 있는 ‘상향변환(Upconversion)’ 나노캡슐에, 이와 반대로 파란색 빛을 받아 빨간색 빛을 방출하는 ‘하향변환’이 가능한 수은에 선택적으로 반응하는 형광물질을 결합했다. 이를 통해 나노캡슐의 위치추적과 유해 물질 모니터링을 동시에 할 수 있는 기술을 개발했다.

연구팀은 하나의 광원을 나노캡슐에 쏘였을 때, 나오는 두 종 이상의 발광된 빛을 활용해 기존 검출기의 단점을 극복한 소재도 개발했다. 연구진은 샘플의 모든 부위에 나노캡슐이 고르게 분포돼 있다는 것을 확인하고, 유해물질의 농도 측정을 가능케 했다.

권오석 박사는 “이번에 개발한 기술은 국민들이 우려하는 환경·질환적 위해요소들을 현장에서 쉽게 검출할 수 있는 소형 진단기기용 소재로 활용 가능할 것”이라고 기대했다. 연구 결과는 영국왕립화학회 학술지인 ‘재료화학회지A(Journal of Materials Chemistry A)’에 지난달 28일자 온라인판에 게재됐다.